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电路板布线设计(三)电路板与零件之寄生可能造成最大损坏电路板布线设计(三)电路板与零件之寄生可能造成最大损坏
之处之处
电路板布线会产生主要的寄生组件为电阻、电流及电感。本文量化了高复杂度电路板寄生组件、电路板电容,
并列举电路板性能的例子加以说明。电路板布线所产生的主要寄生组件分别是电阻、电容以及电感。
电路板布线会产生主要的寄生组件为电阻、电流及电感。本文量化了高复杂度电路板寄生组件、电路板电容,并列举电路板性
能的例子加以说明。
电路板布线所产生的主要寄生组件分别电阻、电容以及电感。举例而言,电路板电阻的形成是从零件到零件的走线结果。电路
板中不必要的电容可能会随走线、焊点以及平行走线而产生。电感的产生则由于周边形成回路电感、互感应以及贯孔。从电路
图转成实际电路板时,所有的寄生组件都有机会干扰电路的性能。本文量化了最棘手的电路板寄生组件、电路板电容,并列举
可清楚看到电路板上性能的例子来说明。非必要电容带来的困扰
在本系列文章中曾讨论过如何不慎在电路板内形成电容。在此重复该概念:两条相邻的平行走线会形成布线电容。电容值可用
(图一)中所示的公式计算 。
注:两条走线相邻布置,即可在一块电路板上形成电容。因为此种电容,在一条走在线快速的电压变化可在另一条走在线引起
电流信号。图一两条走线相邻布置可在一块电路板上形成电容
当高阻抗模拟走线贴近数字走线时,种电容可能会在敏感的混合讯号电路中造成问题。例如 (图二)中的电路就可能会面临这类
问题。 注:以三个8位数字电位计和三个运算放大器组成之输出电压达 6万
5536阶之16位数字模拟转换器。如果 VDD 在这个系统内是 5V,这个数字模拟转换器的分辨率或 LSB的大小就是 76.3μV。
图二线与线太靠近,容易在电路板中产生寄生电容
(图二)电路的动作,使用三个8位数字电位计和三个CMOS运算放大器来组成一个16位数字模拟转换器。图二的左侧,有两个
数位电位计(U3a and U3b)接到 VDD与地间,该中心抽头输出端连接至两个运算放大器(U4a 与 U4b)的非反向输入端。
使用微控制器U1 之SPI接口来规划数字电位计U2与U3。在这个架构中,每个数字电位计被规划为一个8位之多阶数字模拟转
换器。如果VDD等于5V,这些数字模拟转换器的 LSB 大小等于19.61mV。
这两个数字电位计之中心抽头端被连接至两个当缓冲器的运算放大器之非反向输入端。在这个电路结构中,运算放大器之输入
端是高阻抗,将数字电位计与电路其它部份隔离。这两个运算放大器输出之变化振幅被规划在不会超出第二级运算放大器允许
的范围内。
要让这个电路形成16位数字模拟转换器(U2a),第三个数字电位计会在这两个运算放大器U4a与U4b之输出范围内变动。规
划U3a和U3b用来设定数字电位计之输出电压。再者,如果VDD是5V,则有可能将U3a与U3b个别规划为每一步19.61mV的变
化量。以此电压跨在第三个8位数字电位计R3 上,使本电路的最低有效位所对应的电压值为 76.3uV。使本电路达最佳性能的
关键组件规格见(表一)。
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