Чындыгында, басма схемасы (ПХБ) электрдик сызыктуу материалдардан жасалган, башкача айтканда алардын импедансы туруктуу болушу керек. Анда эмне үчүн ПХБ сигналга сызыктуу эместигин киргизет? Жооп: ПХБнын жайгашуусу токтун агып жаткан жерине салыштырмалуу “мейкиндик боюнча сызыктуу эмес”.

Күчөткүч тигил же бул булактан ток алабы, жүктөгү сигналдын заматта полярдуулугуна көз каранды. Электр энергиясы менен камсыздоо агымы, айланып өтүүчү конденсатор аркылуу, күчөткүч аркылуу жүктү көздөй агат. 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. Жер бетиндеги тегиздикте көбүнчө бир нече төмөн импеданс жолу бар, ал аркылуу жер токунун чоң үлүшү агат: бир жол түздөн-түз айланып өтүүчү конденсаторго туташтырылган; Экинчиси айланып өтүү конденсаторуна жеткенге чейин, кириш каршылыгын козгойт. Figure 1 бул эки жолду көрсөтөт. Арткы агым – бул көйгөйдү жаратып жаткан нерсе.

баш ийүү

Айланып өтүүчү конденсаторлор ПХБнын ар кандай позициясына жайгаштырылганда, жердин агымы ар кандай жолдор аркылуу тийиштүү айланып өтүүчү конденсаторлорго агат, бул “мейкиндик сызыксыздыктын” мааниси. 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. Эгерде жер токунун башка полярдуулугу бузулбаса, кирүүчү сигналдын чыңалуусу сызыктуу эмес түрдө өзгөрөт. Бир полярдык компонент өзгөргөндө, бирок башка полярдык өзгөрбөгөндө, бурмалоо пайда болот жана чыгуу сигналынын экинчи гармоникалык бузулушу катары көрүнөт. Figure 2 апыртылган түрдө бул бурмалоо таасирин көрсөтөт.

баш ийүү

Синус толкунунун бир гана полярдык компоненти бузулганда, пайда болгон толкун формасы синус толкуну болбой калат. 100-ω жүк менен идеалдуу күчөткүчтү симуляциялоо жана 1-ω резистор аркылуу жүк агымын сигналдын бир гана полярлыгында жерге чыңалууга кошуу, 3-сүрөттө пайда болот. Fourier transform shows that the distortion waveform is almost all the second harmonics at -68 DBC. Жогорку жыштыктарда, бул деңгээлдеги коштоо ПКБда оңой эле пайда болот, ал ПКБнын атайын сызыктуу эмес эффекттерине көп кайрылбастан күчөткүчтүн бурмалоого каршы мыкты мүнөздөмөлөрүн жок кыла алат. 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.

баш ийүү

Multiamplifier chip

Көп күчөткүч микросхемалардын көйгөйү (эки, үч же төрт күчөткүч) айланып өтүүчү конденсатордун жерге туташуусун бардык кирүүдөн алыс кармоо жөндөмсүздүгү менен коштолот. Бул, айрыкча, төрт күчөткүчкө тиешелүү. Төрт күчөткүч микросхемалардын ар бир тарабында киргизүү терминалдары бар, андыктан кирүү каналынын бузулушун жумшартуучу айланып өтүү схемаларына орун жок.

баш ийүү

Figure 5 төрт күчөткүч макетине жөнөкөй ыкманы көрсөтөт. Көпчүлүк түзмөктөр төрт күчөткүч пинге түз туташат. Бир электр менен камсыздоонун жердеги агымы башка каналдын электр менен камсыздоосунун кирүү чыңалуусун жана жердин токун бузуп, бурмалоого алып келет. Мисалы, төрттүк күчөткүчтүн 1 -каналындагы (+Vs) айланып өтүүчү конденсатор түздөн -түз анын киришине жанаша жайгаштырылышы мүмкүн; (-Vs) айланма конденсатор пакеттин башка жагына жайгаштырылышы мүмкүн. Жердеги (+Vs) ток 1-каналды бузушу мүмкүн, ал эми (-vs) жердин агымы мүмкүн эмес.

баш ийүү

Бул көйгөйдү болтурбоо үчүн, жердин агымы кирүүнү бузсун, бирок ПХБ токунун мейкиндик боюнча сызыктуу түрдө агып чыгуусуна жол бериңиз. Буга жетишүү үчүн, айланып өтүүчү конденсатор ПХБда (+Vs) жана ( – Vs) жер токтору бир эле жол аркылуу өтөт. Эгерде кирүү сигналы оң жана терс агымдар менен бирдей бузулса, бурмалоо болбойт. Ошондуктан, эки айланып өтүүчү конденсаторду бири -бирине тегиздеңиз, ошондо алар жерди бөлүшөт. Жер тогунун эки полярдык компоненти бир эле жерден келгендиктен (чыгуучу туташтыргычты коргоочу же жүктөөчү жер) жана экөө тең бир чекитке кайтышат (айланып өтүүчү конденсатордун жалпы жерге туташуусу), оң/терс ток агат ошол эле жол Эгерде каналдын кирүү каршылыгы (+Vs) ток тарабынан бузулса, ( – Vs) ток ага да ушундай таасирин тийгизет. 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.

баш ийүү

Жогорудагы тыянакты текшерүү үчүн эки башка ПХБ макети колдонулган: жөнөкөй макет (Figure 5) жана аз бурмаланган макет (Figure 6). Fairchild жарым өткөргүчүн колдонуп FHP3450 төрт операциялык күчөткүчү тарабынан чыгарылган бурмалоо 1-таблицада көрсөтүлгөн. FHP3450 типтүү өткөрүү жөндөмдүүлүгү 210MHz, жантайышы 1100V/us, кирүү калыс агымы 100нА, жана бир каналга иштөөчү ток 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.

баш ийүү

Without an ideal quad amplifier on a PCB, measuring the effects of a single amplifier channel can be difficult. Албетте, берилген күчөткүч канал өзүнүн гана эмес, башка каналдардын кирүүсүн да бузат. The earth current flows through all the different channel inputs and produces different effects, but is influenced by each output, which is measurable.

2 -таблицада бир канал гана айдалганда, башка униврленбеген каналдарда өлчөнгөн гармоникалар көрсөтүлгөн. Тартылбаган канал фундаменталдык жыштыкта ​​кичинекей сигналды (кроссталк) көрсөтөт, бирок эч кандай олуттуу фундаменталдуу сигнал жок болгондо түздөн -түз жер агымы тарабынан киргизилген бурмалоону пайда кылат. Figure 6дагы төмөн бурмалоо макети экинчи гармоникалык жана жалпы гармоникалык бурмалоонун (THD) мүнөздөмөлөрү жердин учурдагы эффектинин дээрлик жок кылынганынан улам абдан жакшырганын көрсөтөт.

баш ийүү

Бул макаланын корутундусу

Жөнөкөй сөз менен айтканда, ПКБда, артка агым ар кандай айланып өтүүчү конденсаторлор (ар кандай энергия булактары үчүн) жана электр өткөргүчтүн өзү аркылуу өтөт, бул анын өткөрүмдүүлүгүнө пропорционалдуу. Жогорку жыштыктагы сигналдын агымы кайра чакан айланма конденсаторго агат. Аудио сигналдар сыяктуу төмөнкү жыштыктагы токтор, биринчи кезекте, чоң айланма конденсаторлор аркылуу агышы мүмкүн. Ал тургай, төмөнкү жыштыктагы ток толук айланып өтүү сыйымдуулугун “этибарга албашы” мүмкүн жана түз эле кайра электр өткөргүчкө агып кетиши мүмкүн. Конкреттүү колдонмо учурдагы жолдун эң маанилүү экенин аныктайт. 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.

HF PCB макетинин алтын эрежеси – HF айланып өтүүчү конденсаторун мүмкүн болушунча пакеттелген кубат пинине жакын кармоо, бирок Figure 5 менен Figure 6ны салыштыруу бул эрежени бурмалоо мүнөздөмөлөрүн жакшыртуу үчүн анча деле айырмасы жок экенин көрсөтөт. Жакшыртылган бурмалоо мүнөздөмөлөрү 0.15 дюймга жакын жогорку жыштыктагы айланып өтүүчү конденсатордун зымдарын кошуунун эсебинен келди, бирок бул FHP3450дүн AC реактивдүүлүгүнө анча деле таасирин тийгизген жок. PCB макети жогорку сапаттагы күчөткүчтүн иштешин максималдаштыруу үчүн маанилүү жана бул жерде талкууланган маселелер hf күчөткүчтөрү менен эле чектелбейт. Төмөнкү жыштык сигналдары, мисалы, аудио сыяктуу, катуу бурмалоо талаптарына ээ. Жердин ток эффектиси төмөнкү жыштыктарда кичине, бирок тийиштүү бурмалоо индекси ошого жараша жакшыртылса, дагы деле маанилүү көйгөй болуп калышы мүмкүн.