標(biāo)題: 如何合理布局模擬電路印制電路板信號線 [打印本頁]
作者: qq8426030 時間: 2014-5-20 22:19
標(biāo)題: 如何合理布局模擬電路印制電路板信號線
摘要：有一個公認(rèn)的準(zhǔn)則就是在所有模擬電路印制電路板中，信號線應(yīng)盡可能的短，這是因?yàn)樾盘柧�越長，電路中的感應(yīng)和電容捐合就越多，這是不希望看到的。現(xiàn)實(shí)情況是，不可能將所有的信號線都做成最短，因而，布線時首先要考慮的就是最容易產(chǎn)生干擾的信號線。
在模擬電路印制電路板中，信號線能完成各種功能，如信號輸入、反饋、輸出以及提供基準(zhǔn)信號等。因此，對于不同的應(yīng)用，信號線都必須以各種方式進(jìn)行優(yōu)化。但是，有一個公認(rèn)的準(zhǔn)則就是在所有模擬電路印制電路板中，信號線應(yīng)盡可能的短，這是因?yàn)樾盘柧�越長，電路中的感應(yīng)和電容捐合就越多，這是不希望看到的。現(xiàn)實(shí)情況是，不可能將所有的信號線都做成最短，因而，布線時首先要考慮的就是最容易產(chǎn)生干擾的信號線。
特別是在下列電路中信號線的布線需格外引起注意:
1) 高頻放大器/振蕩器;
2) 多級放大器，特別是輸出功率較高的放大器;
3) 高增益直流放大器;
4) 小信號放大器;
5) 差動放大器。
1.高頻放大器/振蕩器
如果高頻放大器印制電路板布線不合理，就會導(dǎo)致放大器帶寬的降低。這是因?yàn)閮蓷l靠近的地線和信號線之間會形成一個大電容，這個電容與輸出電阻一起構(gòu)成一個低通濾波器。這個低通濾波器使放大器帶寬降低。同時，如果輸入信號線和輸出信號線彼此接近，反饋信號就會引起振蕩。為了避免這些問題的產(chǎn)生，上述導(dǎo)線之間應(yīng)該留有足夠的空間間隔( Lindsey , 1985) 。
電子電路設(shè)計(jì)者通常都有這樣一個共同的經(jīng)歷，那就是如果設(shè)計(jì)一個高頻放大器，實(shí)際上它卻會產(chǎn)生振蕩。在振蕩器的布局中也會遇到類似的問題，它不按照所設(shè)計(jì)的頻率振蕩。這種問題的產(chǎn)生是由于信號線之間存在電容藕合，因此，在印制電路板布局時很重要的一點(diǎn)就是減小信號線之間的藕合電容。
2.具有高功率輸出的多級放大器
如果電源線和地線太長，多級放大器很容易產(chǎn)生低頻振蕩。由于導(dǎo)線自身具有電阻率，由高功率輸出引起的大電流將會流過這些導(dǎo)線。在電源和地之間加一個足夠大的電容，形成電源去藕電路，就可以解決這個問題。或者，對于不同的放大級分別提供獨(dú)立的電源和地線，這樣就不會有公共的電源和地線通路了。
3.高增益直流放大器
高增益直流放大器通常用于小信號放大。當(dāng)晶體管或直流放大器等器件被焊接在印制電路板上時，就會在銅筒和器件引腳的連接處形成熱電偶，從而產(chǎn)生不同的交變電壓，對放大器形成一個干擾信號。為了使直流放大器輸入級周圍的溫度變化率達(dá)到最小，并且保持恒定，建議將輸入級用一個隔離裝置包圍起來，以避免其周圍空氣流動所造成的影響。
4. 微小信號放大器
該信號放大器處理的是微小信號，包括以下兩種類型。
(1)高阻抗(低電流)放大器
這種放大器中，兩個相鄰的信號線間存在電容藕合，這會嚴(yán)重影響電路的性能，甚至導(dǎo)致低電平信號被覆蓋。高阻抗電路中，兩導(dǎo)線間的電容藕合。為了減小藕合，建議在高阻抗的信號線之間，以及其他干擾信號之間保持足夠的距離。一般情況下，該距離至少為信號線寬度的40 倍。
無論如何，低電平信號線的對地電容應(yīng)該很高，以便減小耦合電壓。這就是說，低電平信號導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)靠近地線。如果不能保證低電平信號線之間有足夠的寬度，可在它們之間布一條地線，以降低藕合。