免费高清特黄a大片,九一h片在线免费看,a免费国产一级特黄aa大,国产精品国产主播在线观看,成人精品一区久久久久,一级特黄aa大片,俄罗斯无遮挡一级毛片

分享

關(guān)于旁路電容的深度研討<硬件綜合> - 我愛(ài)研發(fā)網(wǎng)_52RD.com - R

 ekylin 2008-11-03

關(guān)于旁路電容的深度研討(一)


通過(guò)一次關(guān)于基本知識(shí)的對(duì)話,讓我們深入考察那沒(méi)有什么魅力但是極其關(guān)鍵的旁路電容和去耦電容。

編輯引言:旁路電容是關(guān)注度低、沒(méi)有什么魅力的元器件,一般來(lái)說(shuō),在許多專題特寫中不把它作為主題,但是,它對(duì)于成功、可靠和無(wú)差錯(cuò)的設(shè)計(jì) 是關(guān)鍵。來(lái)自Intersil公司的作者David Ritter和Tamara Schmitz參加了關(guān)于該主題的進(jìn)一步對(duì)話。本文是對(duì)話的第一部分。Dave和Tamara信仰辯論的價(jià)值、教育的價(jià)值以及謙虛地深入討論核心問(wèn)題的價(jià) 值;簡(jiǎn)而言之,為了獲取知識(shí)而展開(kāi)對(duì)一個(gè)問(wèn)題的討論。下面請(qǐng)“聆聽(tīng)”并學(xué)習(xí)。

David: 有一種觀念認(rèn)為,當(dāng)我們做旁路設(shè)計(jì)時(shí),我們對(duì)低頻成分要采用大電容(微法級(jí)),而對(duì)高頻成分要采用小電容(納法或皮法級(jí))。

Tamara: 我贊成,那有什么錯(cuò)嗎?

David: 那聽(tīng)起來(lái)很好并且是有意義的,但是,問(wèn)題在于當(dāng)我在實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證那個(gè)規(guī)則時(shí)并未得到我們想要的結(jié)果!我要向您發(fā)出挑戰(zhàn),Tamara博士。

Tamara: 好??!我無(wú)所畏懼。

David: 讓我們看看,你有一個(gè)電壓調(diào)整器并且它需要電源。電源線具有一些串聯(lián)阻抗(通常是電感以及電阻),這樣對(duì)于短路來(lái)說(shuō),它在瞬間提供的電流就不會(huì)出現(xiàn)大變化。它需要有一個(gè)局部電容供電,如圖1所示。


圖1:旁路電容的功能。

Tamara: 我到目前均贊成你的觀點(diǎn)。那就是旁路的定義。Dave,接著說(shuō)吧。

David: 例如,有些人可能用0.1 μF電容進(jìn)行旁路。他們也可能用一個(gè)1000pF的電容緊挨著它以處理更高的頻率。如果我們已經(jīng)采用了一個(gè)0.1 μF的電容,那么,緊挨著它加一個(gè)1000pF電容就沒(méi)有意義。它會(huì)增加1%的容值,誰(shuí)會(huì)在意?

Tamara: 然而,除了電容值之外,有更多要研究的內(nèi)容。這兩種數(shù)值的電容均不理想。

David: 我們必須考察0.1 μF的實(shí)際電路;它存在有效串聯(lián)電阻(ESR)以及有效串聯(lián)電感(ESL)。

Tamara: 有時(shí)候,你還要把介質(zhì)損耗一項(xiàng)當(dāng)成一個(gè)并聯(lián)電阻來(lái)考慮,如圖2所示。


圖2:旁路電容的模型。

David: 現(xiàn)在,當(dāng)我們遇到具有瞬態(tài)特性的這一損耗時(shí),我們假設(shè)0.1 μF電容的ESL遠(yuǎn)遠(yuǎn)大約1000pF的電容。我們需要某一器件在短期內(nèi)供電,因ESL的存在而讓0.1 μF的電容做不到這一點(diǎn)。假設(shè)就在于1000pF的電容具有更低的ESL,因此,能夠提供更好的電流。

Tamara: ESL與你獲得以及封裝的電容的類型有關(guān)。其數(shù)值可能完全獨(dú)立于電容本身的尺寸和數(shù)值,如圖3所示。

David: (顯示出對(duì)年輕同事所具有的知識(shí)的驚訝)

Tamara: 我曾經(jīng)看到過(guò)一些人把100 nF、10 nF和1 nF的電容分級(jí)并聯(lián)起來(lái)使用,它們可能均采用相同的封裝,例如0402,因?yàn)檫@些電容通常就是采用這種封裝形式。然而,每一種0402封裝均具有相同的 ESL,因?yàn)樗鼈兙哂邢嗤碾姼幸约跋嗤母哳l響應(yīng),因此,這么安裝電容于事無(wú)補(bǔ)。


圖3:旁路電容的阻抗。

David: 我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題在于,各種封裝均是類似的。我們所采用的大多數(shù)陶瓷電容均為面積是0805或0603的電容。我測(cè)試發(fā)現(xiàn),把0603 0.1 μF電容挨著0603 100pF電容安裝,效果上不如僅僅采用兩個(gè)0603 0.1 μF的電容。

Tamara: 那是完全有可能。我猜測(cè),你所處的頻率范圍就是0603 0.1 μF電容被最優(yōu)化的頻率范圍。


圖4:相同尺寸和不同尺寸的電容的阻抗比較。

David: 是的,ESR和ESL是原數(shù)值的一半且非常管用。在這些應(yīng)用中,我所研制的開(kāi)關(guān)調(diào)整器的工作頻率大約為1MHz。

Tamara: 在你的情況下,要調(diào)整電容的數(shù)值以及封裝,以改善對(duì)你沒(méi)有興趣的那個(gè)頻率范圍的旁路網(wǎng)絡(luò)。圖4假設(shè)我們談?wù)摰氖窍嗤愋偷碾娙?陶瓷電容)。其它類型的電容—如鉭電容—具有更高的ESR,因此,整個(gè)曲線突起。另一方面,有時(shí)可能全部要采用鉭電容。

David: 我們現(xiàn)在講講歷史。過(guò)去,人們采用他們手上能用的一切元器件。那時(shí),你無(wú)法獲得封裝小的100 μF電容,你不得不通過(guò)縮短旁路電容器上的引線來(lái)改善旁路網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)今的大電容的尺寸正逐漸縮小類似于較小電容所具有的尺寸。當(dāng)你開(kāi)始認(rèn)真考慮選擇一只 0.1 μF電容時(shí),你肯定選擇0603的封裝,并且,最終會(huì)選擇0402封裝的電容(因?yàn)槲覜](méi)有看過(guò)0402封裝的電容,我傾向于不采用那些電容)。

Tamara: 按照分級(jí)封裝的階梯電容(stepped capacitor)的確切含義來(lái)自于賽靈思公司的討論。他們的FPGA被用于各種各樣的應(yīng)用之中,并且,他們?cè)O(shè)法測(cè)試了所有的條件。因此,他們?cè)诟哌_(dá) 5Gsps的寬頻帶內(nèi)需要一種低阻抗電容對(duì)電源旁路。另一方面,你需要一種較低帶寬的解決方案。

David: 我的評(píng)論全部來(lái)自較之于比賽靈思的速度更低的電源應(yīng)用。你的辯論非常聰明,因?yàn)槟阒傅氖欠庋b尺寸,而其他人沒(méi)有那么深入的思考。他們通常所,高頻需要小電容,而低頻需要大電容。

Tamara: 啊,真是的,我要臉紅了。

David: 我的旁路事業(yè)一直是非常令人厭煩的,因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)時(shí)間內(nèi),規(guī)則就是用0.1 μF電容旁路每一個(gè)芯片,那就管用了。

Tamara: 那不僅僅與封裝有關(guān),而且還與布局有關(guān)。

David: 絕對(duì)正確!我循著電路板上的電流路線,發(fā)現(xiàn)電路板上存在電感。在任何電流路徑上的電感與該路徑的閉環(huán)面積呈正比。因此,當(dāng)你圍繞一個(gè)區(qū)域?qū)υ骷M(jìn)行布局 時(shí),你需要把元器件緊湊地布局。那就是你為什么把元器件保持緊湊布局的原因—保持電感為低。然后,選擇具有良好ESL和ESR的電容。我希望對(duì)于它有更多 的設(shè)計(jì)藝術(shù),但是,它的確是實(shí)用證明正確的少數(shù)的簡(jiǎn)單規(guī)則之一。

Tamara: 當(dāng)然,你可以購(gòu)買具有較低ESL和ESR的電容,但是,他們通常比標(biāo)準(zhǔn)的陶瓷電容更為昂貴。

David: 在大多數(shù)情形下,與每一塊芯片盡可能接近的0.1 μF旁路電容仍然非常管用。

Tamara: 我們假設(shè)電容的低邊有一塊完美的接地層可用。然而,在一半的情況下,這并不是有效的假設(shè)。

David: 我聽(tīng)您說(shuō),博士。那天一位同事向我展示了他的最新的板子。“我用的是四層板,完整的接地層,”他真誠(chéng)地說(shuō),“沒(méi)有問(wèn)題呀。”我沒(méi)有把握他說(shuō)的是否正確。

Tamara: 是的,接地層大有幫助,如果你使用正確的話。

David: 正如我們所說(shuō)的,旁路電容應(yīng)該盡可能近地放在電源的旁邊。我們假設(shè)讀者知道把電容的另一邊連接至良好的接地層。

Tamara: 可是,讓我們確切一點(diǎn)說(shuō)。你說(shuō)的“良好的接地”或“良好的接地層”是什么意思?

David: 啊,接地應(yīng)該是0V。

Tamara: 然而,它真是真正的零伏嗎?

David: 不,當(dāng)然不是??偸谴嬖谝恍┳杩?,總是存在一些引起電壓降的電流。

Tamara: 因此,在一點(diǎn)的地電壓永遠(yuǎn)不會(huì)跟另一點(diǎn)一樣。

David: 有時(shí)候,當(dāng)我們研究隔離問(wèn)題時(shí),我們可以假設(shè)局部接地層的電壓是相對(duì)一致的。另一方面,有些應(yīng)用處于高頻環(huán)境中,例如,接近發(fā)射器或微波爐。這些設(shè)備有大量的信號(hào)耦合進(jìn)它們的接地層之中。

Tamara: 那么,我們?nèi)绾螛?gòu)建一塊“良好的接地層”呢?我們的讀者應(yīng)該僅僅采用接地層嗎?

David: 有時(shí)候答案是肯定的。

Tamara: 然而,在接地層上時(shí)常存在足夠大的電流,從而引起從一點(diǎn)至另一點(diǎn)之間出現(xiàn)巨大的電壓降。

David: 因此,問(wèn)題在于,你如何在一個(gè)系統(tǒng)中把每一個(gè)電路接地以最優(yōu)化性能?

Tamara: 那取決于電路的類型。

David: 是的,你可能在一個(gè)系統(tǒng)中要采用多種接地方案。

Tamara: 當(dāng)然,所有的地最終都要接在同一個(gè)地方。

David: 是的,然而,我們要把每一塊接地層直接連接至一個(gè)地方嗎?

Tamara: 我們可以這么做,而那被稱為星型接地(這是一種非常流行的接地方式,如果使用正確,是一種成功的接地方式)。

David: 對(duì)于小的電路我們已經(jīng)采用了那種技術(shù),但是,對(duì)于較大的電路我們還需要研究。

Tamara: 當(dāng)你設(shè)計(jì)大面積的電路時(shí),問(wèn)題更為嚴(yán)峻。你不能讓一個(gè)有用的旁路電容距離元件0.5英寸開(kāi)外連接??偟囊€電感將讓電容的性能退化。

David: 我喜歡把接地看成是一種局部現(xiàn)象。跟隨通過(guò)圍繞一顆芯片(例如)的小的局部環(huán)路的電源和輸入電流,并保持那個(gè)環(huán)路盡可能小和緊湊。來(lái)自局部電路的各個(gè)接地層然后連接至較大的接地系統(tǒng),這一接地系統(tǒng)要根據(jù)較大等級(jí)的電流進(jìn)行設(shè)計(jì)。

Tamara: 你可以舉一個(gè)例子嗎?

David: 當(dāng)然,(例1)我們正在構(gòu)建一個(gè)兩輸入的視頻示波器(稱為“波形監(jiān)視器”)。如圖1所示為前端的簡(jiǎn)化電路圖。


圖1:兩通道可選前端電路圖。

Tamara: 那是幾個(gè)饋入2:1復(fù)用器的視頻放大器,在輸出端上有一個(gè)緩沖放大器,對(duì)嗎?

David: 非常正確。我們?cè)O(shè)計(jì)了一塊像這樣的板子(圖2)。


圖2:兩通道可選前端的布局。

David: 這是一塊四層電路板,盡管有兩層用得很少(淺藍(lán)和深藍(lán))。紅色是頂層,最后一層是接地層。

Tamara: 設(shè)計(jì)和布局看起來(lái)非常簡(jiǎn)單和干凈。

David: 然而,在各個(gè)輸入之間存在太多的耦合。(即使當(dāng)輸入B被關(guān)閉時(shí),它示出輸入A的衰減版)。

Tamara: 在輸入B上的信號(hào)有多大?

David: 在我們的視頻應(yīng)用中,任何大于-90dB的信號(hào)均是不可接受的。我們要測(cè)量的信號(hào)大約為-55dB。

Tamara: 我要更仔細(xì)地看看引起耦合的邊緣電流(圖3)。


圖3:顯示邊緣電流的前端布局。

Tamara: 我明白。正是來(lái)自輸入A的邊緣電流在輸入B中引起一個(gè)信號(hào)。

David: 那正是我們所猜測(cè)的。當(dāng)邊緣路徑重疊時(shí),我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)存在串?dāng)_。為了驗(yàn)證這一理論,我們?cè)陔娐钒迳锨辛藥椎叮鐖D4所示(綠色線是切割線)。


圖4:具有割裂接地層(綠色)的兩個(gè)通道的可選前端布局。

David: 太令人驚訝了!耦合消失了—它實(shí)際上低于噪聲的電平。

Tamara: 那么,為什么那樣做管用呢?

David: 沿著電流的走向,總是存在一條環(huán)路,在接地層內(nèi)部總是存在邊緣電流以及因那些電流而產(chǎn)生的電壓降。切割防止電流的混合,因此,它們不再能夠從輸入A直接耦合至輸入B(或反之亦然)。

Tamara: 那么,這就是一個(gè)接地層布線錯(cuò)誤的例子。具有切割線的接地層實(shí)際上表現(xiàn)更好。

David: 是的,大多數(shù)人認(rèn)為,提供一條至地(像一接地層)的低阻抗連接就足夠了。有時(shí)候,那的確正確,但是,另一方面它可能是錯(cuò)誤的。如果你的確需要高度隔離,你就需要圍繞整個(gè)環(huán)路跟隨并控制電流。

Tamara: (例2)如果你確實(shí)有一塊單芯片,那么,采用一塊接地層就是好點(diǎn)子。讓我們采用你已經(jīng)示出的版圖中的輸入放大器的地。圖5示出了我是如何把0.1 μF的旁路電容跨接在接地層上的。


圖5:具有通孔到接地層的運(yùn)算放大器的版圖。

David: 連接至地的通孔給旁路電容增加了一個(gè)串聯(lián)電感,正如布線一樣。芯片的地連接(如果它有一條的話,這個(gè)運(yùn)放卻沒(méi)有)通常有一個(gè)通孔把它連接到地,因此,環(huán)路具有兩倍的通孔電感。

Tamara: 在左邊的兩個(gè)電阻(輸入端和增益電阻)也連接到地。通過(guò)這四條連接可以給這個(gè)芯片提供非常好的局部接地。

David: 我們常常通過(guò)在芯片底部增加一條布線(仍然在頂層)來(lái)改善這種情況。這為從電源到地的回路提供一條直接和緊湊的環(huán)路。在這種情形下,在芯片下面沒(méi)有空間把 左邊一對(duì)接地通孔與右邊一對(duì)接地通孔連接在一起,因此,我通過(guò)在第一層增加焊盤來(lái)進(jìn)一步降低接地層的阻抗,如圖6所示。


圖6:具有連接到接地層和頂層焊盤的運(yùn)算放大器的版圖。

Tamara: 布線的厚度怎么樣?厚的布線給出低阻抗的連接??磥?lái)你會(huì)把所有的電源和接地布線做的盡可能寬。你曾經(jīng)想過(guò)采用細(xì)的布線嗎?

David: 當(dāng)然,我們努力保持圍繞本地環(huán)路的阻抗非常小,但是,我們實(shí)際上想要回到電源的阻抗更高。細(xì)的布線實(shí)際上增加了一些跟主電源線的去耦,有助于把芯片與系統(tǒng)的其它部分隔離。

Tamara: 請(qǐng)?jiān)趫D2中指給我看看。

David: 高頻路徑就圍繞著芯片。淡藍(lán)色的布線就是厚的、低阻抗的電源線。更細(xì)的布線把每一個(gè)芯片與那些電源線連接。高頻信號(hào)將維持在本地,而不會(huì)傳輸回電源。

Tamara: 你經(jīng)常采用鐵氧體磁珠把高頻干擾與電源的其它部分去耦嗎?

David: 當(dāng)然了,如果你有板子空間并且預(yù)算允許裝一個(gè)的話。否則,采用更細(xì)的布線就是粗糙但有效的替代方案。

Tamara: 在我們結(jié)束采訪前,我提最后一個(gè)問(wèn)題。人們問(wèn)我:你相信多點(diǎn)或星型接地嗎?那就像是一個(gè)宗教問(wèn)題。他們問(wèn)你同樣的問(wèn)題嗎?

David: 時(shí)常會(huì)遇到這樣的提問(wèn)。然而,我不知道如何回答這個(gè)問(wèn)題,因?yàn)槲野迅鞣N技術(shù)綜合起來(lái)運(yùn)用。你需要利用你的所有獨(dú)創(chuàng)性來(lái)設(shè)計(jì)接地系統(tǒng)。那并不是信仰問(wèn)題。

Tamara: 我贊成你的見(jiàn)解。正如我能在這里所討論的,那是就是要跟著電流走!

(Tamara博士拿著一袋發(fā)著沙沙響聲的書進(jìn)入她的辦公室,當(dāng)Dave從旁邊走過(guò)時(shí)她把那袋書扔在了桌子上。)

Dave: 嗨,Tamara:博士,你往那里扔什么?

Tamara: 那是我們的讀者郵件。

Dave: 我們收到郵件?你的意思是喜歡“來(lái)自新澤西Fort Lee的Richard Fader寫道:這就是我聽(tīng)說(shuō)的關(guān)于電容器的一切抱怨嗎?”之類的郵件?

Tamara: 是的,就是那樣的信件。

Dave: 關(guān)于電容器以及排版嗎?

Tamara: 當(dāng)然!這是一封來(lái)自Kyle(所有讀者的姓名被改變,以保護(hù)他們隱私)。在高幅度射頻場(chǎng)中,他慣常于把電容器級(jí)聯(lián)起來(lái)以旁路他的電路。

Dave: 正如我們所說(shuō)的,有時(shí)候你需要這么做,但是,許多時(shí)間你不需要這么做。

Tamara: 他也問(wèn)到了耦合電容。看來(lái)他們?cè)隈詈想娙萆嫌龅降膯?wèn)題不如在旁路電容上遇到的問(wèn)題大。

Dave: 是的,我已經(jīng)注意到了那個(gè)問(wèn)題,但是,一些人擔(dān)心采用大的耦合電容,因?yàn)樗?。我認(rèn)為,他們的思路不正確。

Tamara: 在今后的討論中我們將著手解決那個(gè)問(wèn)題。這里是Carl的評(píng)價(jià)。他對(duì)我們最近關(guān)于接地平面上的電壓降問(wèn)題提出的解決方案感到不確定。他認(rèn)為,在它(感應(yīng)作用)周圍或者需要磁通,或者它僅僅是一個(gè)通常很小的IR降。

Dave: 是的,我們通常在視頻系統(tǒng)中談到的60dB的串?dāng)_非常小,意味著有幾個(gè)毫伏的有害信號(hào)。上次在例子中我們證明了,為了便于描述,我們把電路做了相當(dāng)多的簡(jiǎn) 化。實(shí)際電路在每一個(gè)通道具有完整的直流恢復(fù)(具有電子機(jī)械繼電器),并且它是通孔元件。從圖1所示可見(jiàn),當(dāng)通孔元件或過(guò)孔破壞了一個(gè)接地層時(shí)會(huì)發(fā)生什么 情況。


圖1:視頻混合器的電路板排版圖。邊緣電流線顯示出現(xiàn)串?dāng)_的可能性;帶引腳的元件破壞接地層,并把電流線聚集在一起。

Tamara: 你的意思是你不用表面貼裝元件,因此,接地層上充滿了帶引腳的元件的通孔?

Dave: 是的,來(lái)自輸入的大多數(shù)回流通過(guò)圍繞這個(gè)電路的窄帶之中。與實(shí)體接地層相比,電阻要更大。

Tamara: 因此,邊緣電路被更多地?fù)頂D在一起。

Dave: 是的。串?dāng)_比你想像的要多。表面安裝的元件對(duì)解決這個(gè)問(wèn)題有很大幫助,因?yàn)樗鼈兙哂懈俚耐?,但是,把接地層分開(kāi)是明智且容易的事情,并且不論你是否擁有大量的過(guò)孔它均能消除這個(gè)問(wèn)題。如圖2所示。


圖2:視頻混合電路板利用分開(kāi)的接地層來(lái)把串?dāng)_最小化。

Tamara: 免費(fèi)、容易且有效—聽(tīng)起來(lái)就像放之四海皆準(zhǔn)的慣例。

Dave: 那真是我一直思考的事情。你在哪個(gè)領(lǐng)域取得了什么進(jìn)展?

Tamara: 我已經(jīng)跟兩家電容器公司X2Y以及KEMENT的代表進(jìn)行了接觸。

Dave: 他們?cè)趺聪氲模?

Tamara: 我們?cè)谂月冯娙萆匣ㄙM(fèi)了太多的精力,你不知道你怎么想的嗎?

Dave: 啊,是的,我的意思是它們僅僅是電容器。

Tamara: 他們說(shuō),我們的研究不夠。我們僅僅考慮兩維。他們甚至要考慮電容器內(nèi)部的側(cè)景(side view)。

Dave: 他們重視我們建議的那樣的電流路徑嗎?

Tamara: 是的,通過(guò)減少他們的電容器的引腳的垂直封裝面積,他們把等效串聯(lián)電感(ESL)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值從大約2nH降低為原來(lái)的1/5。

Dave: 因此,即使專業(yè)公司也重視該電流(如釋重負(fù)地嘆息)。我們站在可巨人的肩膀上(停頓,心不在焉地凝視遠(yuǎn)方…)

Tamara: Dave. . . . DAVE. .

Dave: 哦,對(duì)不起。那么,現(xiàn)在我們?cè)谀睦锔欕娏髀窂?,Tamar博士。

Tamara: 我認(rèn)為,我們需要做稍微深入的討論,并通過(guò)一個(gè)例子分步討論。我認(rèn)為,我們的讀者了解電流路徑對(duì)于放置他們的旁路電容是至關(guān)重要的,但是,可能需要一個(gè)實(shí) 例。讓我們看看在一個(gè)簡(jiǎn)單的電路中,電流是在哪里流過(guò)的。讓我們看看驅(qū)動(dòng)一個(gè)負(fù)載的運(yùn)放的輸出。下面是一塊簡(jiǎn)單的電路和電路板。

Dave: 好,讓我們把討論做的有趣一些。對(duì)于輸入偏置級(jí)的電壓參考來(lái)說(shuō),怎么樣?

Tamara: 圖3所示為具有增益為2的單電源運(yùn)放配置。


圖3:簡(jiǎn)單的運(yùn)算放大器以及電壓參考電路。

Dave: 電壓參考偏置均以電源電壓的一半來(lái)輸入以獲得最佳的輸入范圍。

Tamara: 這次我們?yōu)榕虐孢x擇采用雙層電路板(上次那塊板子采用四層板)。第二層幾乎是完整的接地層,在輸入和輸出線上是兩條跳線,如圖4所示。


圖4:?jiǎn)芜\(yùn)放及其電壓參考電路的印刷電路板排版。

Dave: 讓我們跟蹤電流的路徑(圖5a和圖5b)。


圖5a和圖5b:在參考電壓中的交流以及直流路徑。

Tamara: 工程師們有時(shí)會(huì)混淆交流以及直流路徑,因此,讓我們把交流高頻路徑標(biāo)記為藍(lán)色,而把直流路徑標(biāo)記為綠色。

Dave: 我要深入探討一下。我用實(shí)線把驅(qū)動(dòng)電路標(biāo)出,因?yàn)樗鼈兊碾娏鞔蠖鄶?shù)在頂層流動(dòng)并且回路用虛線表示,因?yàn)樗鼈冊(cè)诮拥貙由系牧鲃?dòng)占突出地位。

Tamara: 你真厲害!

Dave: 你可能認(rèn)為,參考電源僅僅是直流電源,但是,它也是放大器中交流電路的一部分。要核查在參考電路中的高頻電流路徑。

Tamara: 我特別想知道,無(wú)源元件的堆疊如何讓你干凈地引入輸入線并在U2、R4、C3和C5之間共享一小塊接地焊盤。

Dave: 那并沒(méi)有阻止我構(gòu)建一條從R3至那個(gè)輸入網(wǎng)絡(luò)的緊湊(布局很好)的反饋路徑。

Tamara: 高頻路徑是短且緊湊的,其環(huán)路通過(guò)輸出旁路電容器C5以及參考旁路電容器C3。我猜測(cè)那就是為什么你把C3放在放大器U2附近,而不是放在上面的參考芯片U1旁邊。在頂層上它們甚至共享額外的接地連接。

Dave: 沒(méi)錯(cuò)。我們想要高頻電流包含小的閉合面積,這意味著電感小。為了形成對(duì)照,請(qǐng)參見(jiàn)直流電流的回路。

Tamara: 它們?cè)谡麎K板子上展開(kāi)并且甚至似乎離開(kāi)電路板的頂層。

Dave: 是!直流電流必須來(lái)自電源,那意味著它進(jìn)入并離開(kāi)連接器或找到它流去本地電源調(diào)整器的途徑。在任一情形下,路徑的面積均大。

Tamara: 那就是為什么我們?cè)诘谝粋€(gè)地方采用旁路電容器:把高頻電流保持在本地,并分流會(huì)引起大量不希望出現(xiàn)的電壓降的感性以及阻性路徑。

Dave: 現(xiàn)在,請(qǐng)看以下放大器的輸出電流(圖6a和圖6b)。


圖6a和圖6b:在運(yùn)放中的交流以及直流路徑。

Tamara: 再看看在電路板頂層上展開(kāi)的直流電流(在連接電源的地方),但是,在緊湊的環(huán)路中交流電流非常接近輸出放大器。

Dave: 交流回路除非在接地層上展開(kāi),否則不會(huì)依靠自己或跨越它自己構(gòu)成回路。那就是最小化串?dāng)_的良好實(shí)踐。

Tamara: 這一次在你的接地層上沒(méi)有出現(xiàn)你的著名的切割,為什么沒(méi)有?

Dave: 那個(gè)信號(hào)的確沒(méi)有機(jī)會(huì)相互作用。信號(hào)流直接從左邊流向右邊—輸入至輸出。我們沒(méi)有畫出輸入電流路徑,這留給讀者做練習(xí)。

Tamara: 然而,如圖2所示的接地層切割在把信號(hào)線圍起來(lái)并防止邊緣電流相互作用上最為有用。

Dave: 絕對(duì)正確??墒牵灰涍@整個(gè)對(duì)話是從旁路電容器開(kāi)始討論的。

Tamara: 是的,的確如此。我們能夠選擇正確的電容器的尺寸、類型和封裝,然而,如果我們不對(duì)排版進(jìn)行最優(yōu)化的話,那也不會(huì)有效。

Dave: 那可能是我們能夠說(shuō)的最重要的事情:關(guān)于放置旁路電容器的問(wèn)題幾乎總是可以通過(guò)跟蹤電流的路徑并最小化電流的環(huán)路面積來(lái)回答。除此之外,沒(méi)有更多的其它問(wèn)題。

    本站是提供個(gè)人知識(shí)管理的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)空間,所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布,不代表本站觀點(diǎn)。請(qǐng)注意甄別內(nèi)容中的聯(lián)系方式、誘導(dǎo)購(gòu)買等信息,謹(jǐn)防詐騙。如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容,請(qǐng)點(diǎn)擊一鍵舉報(bào)。
    轉(zhuǎn)藏 分享 獻(xiàn)花(0

    0條評(píng)論

    發(fā)表

    請(qǐng)遵守用戶 評(píng)論公約

    類似文章 更多