高頻電流路徑始終遵循最小阻抗的路徑 - 電阻。
正如剛才所討論的,高速信號(hào)的最低阻抗路徑直接位于 PCB 走線(xiàn)下方。這大大減少了電流回路面積。 “最壞”情況下的情況表明,長(zhǎng)繞組跡線(xiàn)會(huì)產(chǎn)生大電流環(huán)路區(qū)域,接地層中的斷裂使情況變得更糟。一個(gè)明顯的問(wèn)題是地平面通常用作系統(tǒng)其他部分的參考點(diǎn)。如果這些參考點(diǎn)之一附近的電流密度很高,這會(huì)(并且經(jīng)常會(huì))導(dǎo)致電路中出現(xiàn)噪聲,并且通常會(huì)在整個(gè)信號(hào)流中傳播。
如不良布局所示,還顯示了不遵循“兩點(diǎn)之間的最短距離是直線(xiàn)”方法的長(zhǎng)繞組跡線(xiàn)。更好的布局將距離最小化,同時(shí)減少電流回路面積。但是,進(jìn)行布局的最佳方法是將接收器部分放置在盡可能靠近輸入端的位置。
這很容易成為最小的環(huán)路面積,并且信號(hào)路徑中的延遲大大減少。這種方法的一個(gè)主要好處是其他電路的參考接地點(diǎn)保持“安靜”,并且不應(yīng)受到不良電流的影響。這也最大限度地減少了遵守嚴(yán)格的帶狀線(xiàn)技術(shù)的需要,因?yàn)樾盘?hào)路徑充當(dāng)集總電路而不是分布式電路。集總電路的上升沿通常遠(yuǎn)小于傳輸線(xiàn)的延遲時(shí)間,從而最大限度地減少問(wèn)題。傳輸線(xiàn)的結(jié)構(gòu)自然地使源電流和返回電流彼此靠近。這有助于最小化電流環(huán)路面積,并顯著降低 PCB 路徑上的噪聲和 EMI。
查看輸出電流路徑顯示了與輸入電流完全相同的現(xiàn)象——返回電流路徑將跟隨信號(hào)軌跡路徑,無(wú)論它走到哪里。 一個(gè)經(jīng)常被忽視的問(wèn)題是,一旦到達(dá)驅(qū)動(dòng)器的輸出,返回電流流向何處? 眾所周知,電流必須閉合回路,否則沒(méi)有電流流動(dòng)。
問(wèn)題:
‹長(zhǎng)繞組路徑導(dǎo)致大電流回路面積。
‹HF 旁路電容放置在離放大器和 GND 太遠(yuǎn)的地方。 電感消除了旁路電容的好處。
‹ 旁路電容的GND 離放大器輸出太遠(yuǎn)。
‹串聯(lián)電阻(RSOURCE)離放大器太遠(yuǎn)。 導(dǎo)致放大器上的 C 負(fù)載和缺少傳輸線(xiàn)。
‹ 連接器上的單 GND 點(diǎn)
在上面的示例中,返回電流流經(jīng)旁路電容器并返回電源線(xiàn)。 現(xiàn)在我們看到旁路電容是環(huán)路的一部分,會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響。顯然,將電容盡可能靠近驅(qū)動(dòng)器電源引腳和實(shí)際輸出走線(xiàn)是有意義的。
上述系統(tǒng)的另一個(gè)問(wèn)題是源電阻離驅(qū)動(dòng)器很遠(yuǎn)。 稍后將討論,這對(duì)驅(qū)動(dòng)程序來(lái)說(shuō)是一件壞事,可能會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)定性問(wèn)題。 此外,傳輸線(xiàn)通常始于電阻器的負(fù)載側(cè)。 該系統(tǒng)可能具有未定義的特性阻抗,這可能會(huì)引起反射問(wèn)題。
最后一個(gè)問(wèn)題是連接器的單個(gè)接地連接點(diǎn)。 這可能會(huì)導(dǎo)致返回電流中出現(xiàn)明顯的阻抗失配。
解決方案:
‹ 放大器在連接器旁邊,以最小化環(huán)路面積。
‹HF 旁路電容現(xiàn)在放置在放大器電源引腳旁邊,并且具有短的 GND 連接。
‹ 靠近放大器輸出端的旁路電容的 GND——但不要太靠近導(dǎo)致 C 負(fù)載問(wèn)題。
‹ 源電阻在放大器輸出旁邊。
‹ 連接器上的多個(gè) GND 點(diǎn)。
如前所述,簡(jiǎn)單的解決方案是盡可能地最小化電流流通面積。 通過(guò)將連接器和驅(qū)動(dòng)器移動(dòng)到彼此旁邊即可輕松解決。 旁路電容現(xiàn)在非??拷?qū)動(dòng)器電源引腳,并且靠近驅(qū)動(dòng)器輸出引腳的走線(xiàn)長(zhǎng)度非常短。 匹配傳輸線(xiàn)特性阻抗的串聯(lián)電阻放置在非??拷?qū)動(dòng)器的位置。 此外,連接器具有多個(gè)接地連接點(diǎn),以最大限度地減少阻抗問(wèn)題。