An reyalite, an lèt detache sikwi tablo (PCB) yo fèt ak materyèl lineyè elektrik, sa vle di enpedans yo ta dwe konstan. Se konsa, poukisa yon PCB prezante nonlinearite nan yon siyal? Repons lan se ke Layout PCB la se “espasyal ki pa lineyè” relatif nan kote aktyèl la ap koule.

Si anplifikatè a resevwa kouran nan yon sous oswa yon lòt depann sou polarite enstantane siyal la sou chay la. Kouran ap koule soti nan ekipman pou pouvwa a, nan kondansateur a kontoune, nan anplifikatè a nan chay la. The current then travels from the load ground terminal (or shielding of the PCB output connector) back to the ground plane, through the bypass capacitor, and back to the source that originally supplied the current.

The concept of minimum path of current through impedance is incorrect. The amount of current in all different impedance paths is proportional to its conductivity. Nan yon avyon tè, gen souvan plis pase yon chemen ki ba-enpedans nan ki yon gwo pwopòsyon nan tè aktyèl ap koule: se yon sèl chemen dirèkteman konekte nan kondansateur a kontoune; Lòt la eksite rezistans opinyon an jiskaske kondansateur kontoune a rive. Figi 1 montre de chemen sa yo. Kouran nan backflow se sa ki reyèlman sa ki lakòz pwoblèm nan.

soumèt

Lè kondansateur yo kontoune yo mete nan diferan pozisyon sou PCB la, aktyèl la tè ap koule nan chemen diferan nan kondansateur yo kontoune respektif, ki se siyifikasyon nan “nonlinearity espasyal”. If a significant portion of a polar component of the ground current flows through the ground of the input circuit, only that polar component of the signal is disturbed. Si lòt polarite tè aktyèl la pa deranje, vòltaj siyal opinyon an chanje nan yon fason ki pa lineyè. Lè yon eleman polarite chanje men polarite lòt la pa, deformation rive epi li manifeste kòm dezyèm deformation Harmony nan siyal pwodiksyon an. Figi 2 montre efè distòsyon sa a nan fòm ekzajere.

soumèt

Lè se sèlman yon sèl eleman polè nan vag sinis la detounen, fòm onn ki kapab lakòz la pa yon vag sinis ankò. Simulation yon anplifikatè ideyal ak yon chaj 100-and ak kouti aktyèl la chaj nan yon rezistans 1-into nan vòltaj la tè sou yon sèl polarite nan siyal la, rezilta nan figi 3. Fourier transform shows that the distortion waveform is almost all the second harmonics at -68 DBC. Nan frekans segondè, nivo sa a nan kouti fasil pwodwi sou yon PCB, sa ki ka detwi ekselan karakteristik anti-deformation nan yon anplifikatè san yo pa recourir nan anpil nan efè espesyal lineyè nan yon PCB. When the output of a single operational amplifier is distorted due to the ground current path, the ground current flow can be adjusted by rearranging the bypass loop and maintaining distance from the input device, as shown in Figure 4.

soumèt

Multiamplifier chip

Pwoblèm nan milti-anplifikatè bato (de, twa, oswa kat anplifikatè) se agrave pa enkapasite a kenbe koneksyon an tè nan kondansateur a kontoune lwen opinyon an antye. Sa a se laverite espesyalman pou kat anplifikatè. Bato kwadwilatè-anplifikatè gen tèminal opinyon sou chak bò, kidonk pa gen plas pou sikui kontoune ki bese twoub nan kanal la opinyon.

soumèt

Figi 5 montre yon apwòch senp nan yon layout kat-anplifikatè. Pifò aparèy konekte dirèkteman nan yon PIN anplifikatè kwadwilatè. Kouran tè a nan yon sèl ekipman pou pouvwa ka deranje vòltaj la tè opinyon ak tè aktyèl la nan ekipman pou pouvwa a chanèl lòt, sa ki lakòz deformation. Pou egzanp, (+ Vs) kondansateur a kontoune sou chanèl 1 nan anplifikatè kwadwilatè a ka mete dirèkteman adjasan a opinyon li yo; (-Vs) kontoune kondansateur la ka mete sou lòt bò a nan pake a. (+ Vs) tè aktyèl la ka deranje chanèl 1, pandan y ap (-vs) tè aktyèl la ka pa.

soumèt

Pou evite pwoblèm sa a, kite aktyèl la tè deranje opinyon an, men kite PCB aktyèl la koule nan yon mòd espasyal lineyè. Pou reyalize sa, kondansateur kontoune a ka ranje sou PCB la nan yon fason ke (+ Vs) ak (- Vs) kouran tè a koule nan menm chemen an. Si siyal la opinyon egalman detounen pa kouran pozitif ak negatif, deformation pa pral rive. Se poutèt sa, aliyen de kondansateur yo kontoune youn ak lòt sa yo ke yo pataje yon pwen tè. Paske de konpozan polè kouran latè yo soti nan menm pwen an (pwoteksyon Connector pwodiksyon an oswa tè a chaj) ak tou de koule tounen nan pwen an menm (koneksyon an tè komen nan kondansateur a kontoune), aktyèl la pozitif / negatif ap koule nan menm chemen an. Si rezistans opinyon yon chanèl detounen pa (+ Vs) aktyèl, (- Vs) aktyèl gen menm efè sou li. Because the resulting disturbance is the same regardless of the polarity, there is no distortion, but a small change in the gain of the channel will occur, as shown in Figure 6.

soumèt

Pou verifye enferans ki anwo a, de kouman PCB diferan yo te itilize: yon layout senp (Figi 5) ak yon layout ki ba-deformation (Figi 6). Deformation ki te pwodwi pa FHP3450 kwadwilatè-operasyon anplifikatè a lè l sèvi avèk semi-conducteurs fairchild yo montre nan tablo 1. Pleasant tipik nan FHP3450 a se 210MHz, pant lan se 1100V / nou, aktyèl la patipri opinyon se 100nA, ak aktyèl la opere pou chak chanèl se 3.6 mA. As can be seen from Table 1, the more distorted the channel, the better the improvement, so that the four channels are nearly equal in performance.

soumèt

Without an ideal quad amplifier on a PCB, measuring the effects of a single amplifier channel can be difficult. Li evidan, yon chanèl anplifikatè bay deranje pa sèlman opinyon pwòp li yo, men opinyon lòt chanèl tou. The earth current flows through all the different channel inputs and produces different effects, but is influenced by each output, which is measurable.

Tablo 2 a montre amonik yo mezire sou lòt chanèl ki pa kondwi lè yon sèl chanèl kondwi. Kanal la pa kondi montre yon ti siyal (kwazyè) nan frekans lan fondamantal, men tou, pwodwi deformation dirèkteman entwodwi pa aktyèl la tè nan absans la nan nenpòt ki siyifikatif siyal fondamantal. Layout ki ba-deformation nan Figi 6 montre ke dezyèm Harmony ak total distòsyon Harmony (THD) karakteristik yo amelyore anpil paske yo te tou pre-eliminasyon efè tè aktyèl la.

soumèt

Rezime atik sa a

Senpleman mete, sou yon PCB, retou aktyèl la ap koule nan diferan kondansasyon kontoune (pou ekipman pou pouvwa diferan) ak ekipman pou pouvwa nan tèt li, ki se pwopòsyonèl ak konduktivite li yo. Siyal segondè-frekans aktyèl la ap koule tounen nan ti kondansateur kontoune a. Low-frekans kouran, tankou sa yo ki nan siyal odyo, pouvwa koule sitou nan pi gwo kondansateur kontoune. Menm yon aktyèl frekans ki pi ba ka “meprize” kapasite a kontoune plen ak koule dirèkteman tounen nan plon an pouvwa. Aplikasyon espesifik la ap detèmine ki chemen aktyèl ki pi kritik. Fortunately, it is easy to protect the entire ground current path by using a common ground point and a ground bypass capacitor on the output side.

Règ an lò pou Layout PCB HF se kenbe kondansateur kontoune HF a tou pre PIN ki anbalaj pouvwa ke posib, men yon konparezon Figi 5 ak Figi 6 montre ke modifye règ sa a pou amelyore karakteristik distòsyon yo pa fè anpil diferans. Karakteristik sa yo deformation amelyore te vin nan frais de ajoute sou 0.15 pous nan segondè-frekans kontoune fil elektrik kondansateur, men sa a te gen ti enpak sou pèfòmans nan repons AC nan FHP3450 la. Layout PCB enpòtan pou maksimize pèfòmans yon anplifikatè-wo kalite, ak pwoblèm yo diskite isit la yo pa limite a anplifikatè hf. Siyal frekans ki pi ba tankou odyo gen kondisyon distòsyon pi sevè. Efè tè aktyèl la pi piti nan frekans ki ba, men li ka toujou yon pwoblèm enpòtan si endèks deformation ki nesesè yo amelyore kòmsadwa.