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. Андан кийин ток жүк терминалынан (же ПХБ чыгаруу туташтыргычынын коргоосунан) кайра жерге тегиздикке, айланып өтүүчү конденсатор аркылуу жана кайра токту баштап берген булакка кайтат.

Импеданс аркылуу токтун минималдуу жолу түшүнүгү туура эмес. Бардык ар кандай импеданс жолдорундагы токтун өлчөмү анын өткөрүмдүүлүгүнө пропорционалдуу. 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.

ПХБ дизайнында гармоникалык бурмалоону кантип азайтуу керек

Айланып өтүүчү конденсаторлор ПХБнын ар кандай позициясына жайгаштырылганда, жердин агымы ар кандай жолдор аркылуу тийиштүү айланып өтүүчү конденсаторлорго агат, бул “мейкиндик сызыксыздыктын” мааниси. Эгерде жерге токтун полярдык компонентинин олуттуу бөлүгү кирүүчү чынжырдын жери аркылуу агып өтсө, сигналдын ошол полярдык компоненти гана бузулат. 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.

ПХБ дизайнында гармоникалык бурмалоону кантип азайтуу керек

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.Фурье трансформациясы бурмалоо толкун формасы -68 DBCдеги дээрлик бардык экинчи гармоника экенин көрсөтөт. 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. Жердеги ток жолунун кесепетинен бир иштөөчү күчөткүчтүн чыгымы бузулганда, жердин агымынын агымы айланып өтүүчү циклди өзгөртүп жана киргизүү түзүлүшүнөн алыстыкты сактоо менен жөнгө салынышы мүмкүн, Figure 4.

ПХБ дизайнында гармоникалык бурмалоону кантип азайтуу керек

Көп күчөткүч чип

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.

ПХБ дизайнында гармоникалык бурмалоону кантип азайтуу керек

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.

ПХБ дизайнында гармоникалык бурмалоону кантип азайтуу керек

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. Полярдыкка карабай пайда болгон бузулуу бирдей болгондуктан, бурмалоо жок, бирок 6 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй каналдын кирешесинде кичине өзгөрүү болот.

ПХБ дизайнында гармоникалык бурмалоону кантип азайтуу керек

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. 1 -таблицадан көрүнүп тургандай, канал канчалык бурмаланса, ошончолук жакшырат, ошон үчүн төрт канал иштөө жагынан дээрлик бирдей.

ПХБ дизайнында гармоникалык бурмалоону кантип азайтуу керек

ПХБда идеалдуу төрт күчөткүч болбосо, бир күчөткүч каналдын эффекттерин өлчөө кыйын болушу мүмкүн. Албетте, берилген күчөткүч канал өзүнүн гана эмес, башка каналдардын кирүүсүн да бузат. Жердин агымы ар кандай каналдын кирүүлөрү аркылуу агат жана ар кандай эффекттерди чыгарат, бирок өлчөнүүчү ар бир чыгууга таасир этет.

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.

ПХБ дизайнында гармоникалык бурмалоону кантип азайтуу керек

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. Бактыга жараша, жалпы жердеги чекиттин жана чыгуучу тарабындагы жерди айланып өтүүчү конденсатордун жардамы менен жердин бардык жолун коргоо оңой.

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.