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一、問:在小信號電路中一段很短的銅線所具有的電阻一定不重要吧?
/ S% x' w+ w6 c8 G5 j 答:印制PCB線路板的導(dǎo)電帶做得比較寬,增益誤差會降低。在模擬電路中通常使用比較寬的導(dǎo)電帶為好,但是許多印制線路板的設(shè)計者(和印制線路板設(shè)計程序)更喜歡采用最小寬度的導(dǎo)電帶以便于信號線的布置。總之,在所有可能出現(xiàn)問題的地方,計算導(dǎo)電帶的電阻并分析其作用,這是非常重要的。0 `& M4 A$ q" [0 S7 t4 A" l
二、問:前面介紹了有關(guān)單純電阻的問題,的確一定存在一些電阻,其性能完全符合我們的預(yù)料。請問一段導(dǎo)線的電阻會怎樣呢?
4 X) M; I+ j# p6 U& @* d 答:情況不一樣。你所指的是一段導(dǎo)線或者是起導(dǎo)線作用的PCB線路板中的一段導(dǎo)電帶。由于室溫超導(dǎo)體至今還沒問世,所以任何一段金屬導(dǎo)線都起到低阻值電阻器的作用(它也具有電容和電感的作用),這樣必須考慮它對電路的影響。; O! U' y4 G; ~! ?. S- E
三、問:寬度過大的導(dǎo)電帶與印制線路板背面的金屬層構(gòu)成的電容會有問題嗎?
* D; J1 b4 S7 H( h/ @' i 答:問題很小。雖然由印制線路板的導(dǎo)電帶構(gòu)成的電容很重要,但總是應(yīng)該先估算一下。如果不存在上述情況,即使較寬的導(dǎo)電帶形成很大的電容也不會帶來問題。若帶來問題,可去掉一小塊接地平面的面積,以減小對地的電容。
# n1 G3 J0 o E6 [ 四、問:什么是接地平面?% k! R, v8 A) U0 \
答:假如一塊印制線路板的整個一面(或者一塊多層印制線路板的整個夾層)的銅箔用來接地,那么這就是我們所說的接地平面。任何地線的排布都要使其具有盡可能小的電阻和電感。倘若一個系統(tǒng)使用一個接地平面,那么它受接地噪聲影響的可能性很小。且接地平面具有屏蔽和散熱的作用。6 O5 j8 @9 N% Q$ B- L$ S0 k
五、問:這里所說的接地平面對制造廠家來說很困難,對嗎?
1 ^" S6 G) D0 W. v# g3 } 答:在20年前這方面確實有些問題。今天由于印制線路中的粘結(jié)劑、阻焊劑和波峰焊技術(shù)的改進使制造接地平面已成為印制線路板的常規(guī)作業(yè)。3 K. a' j+ S. s0 }* C$ B3 `) W( E
六、問:你說一個系統(tǒng)使用一個接地平面使其遭受地噪聲的可能性很小,留下來的接地噪聲問題還有什么不能解決?
4 Z1 {* P5 U) N# Z2 R 答:盡管有一個接地平面,但是其電阻和電感卻不為零,倘若外部電流源足夠強,它將影響精密的信號。通過合理地排布印制線路板,使大電流不能流到影響精密信號產(chǎn)生接地電壓的區(qū)域,這個問題就能減到最小。有時在接地平面上斷開或開縫可以使大的接地電流從敏感區(qū)域改變流向,但是強行改變接地平面也能使信號繞道進入靈敏區(qū)域,所以這樣的工藝技術(shù)必須小心使用。
; S) P# E F9 n! C6 @: W 七、問:怎樣才能知道在一個接地平面上產(chǎn)生的電壓降?
/ }' D1 H: e; [2 D9 d7 m I9 |& L 答:通常電壓降可以測量到,但有時候可以根據(jù)接地平面材料的電阻和電流所經(jīng)過的導(dǎo)電帶的長度進行計算,不過計算可能很復(fù)雜。在直流到低頻(50kHz)范圍內(nèi)的電壓可以用儀表放大器。放大器的地假如與其電源地分開,則示波器必須連接到所用電源電路的電源地。led照明
, W3 z3 T# r- C* [" p. E6 ]+ V 接地平面上任意兩點間的電阻可以用探頭加到這兩點上進行測量。放大器增益和示波器靈敏度綜合起來可使測量靈敏度達到5μV/div。放大器的噪聲將增大示波器波形曲線的寬度,大約為3μV,但還是有可能使測量的分辨率達到約1μV水平,這足夠判別大多數(shù)接地噪聲,并且置信度可達80%。. k8 B$ t" l$ v! ?# b- P9 f
八、問:高頻接地噪聲如何測量?- v5 B! W ~: A* T3 A3 Y
答:使用合適的寬頻帶儀表放大器測量高頻接地噪聲是很困難的,所以使用高頻和甚高頻無源探頭較為適當(dāng)。它由鐵氧體磁環(huán)(外徑為6~8mm)組成,磁環(huán)上有兩個線圈,每個線圈6~10匝。為了構(gòu)成一個高頻隔離變壓器,一個線圈連到頻譜分析儀輸入端,另一個線圈連到探頭。測試方法與低頻情況類似,但頻譜分析儀用幅頻特性曲線表示噪聲。這與時域特性不同,噪聲源可以根據(jù)它們的頻率特征很容易進行區(qū)別。此外使用頻譜分析儀的靈敏度至少比使用寬頻帶示波器高60dB。
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