Điểm đơn so với mặt phẳng đất, trong bố trí âm thanh OP AMP PCB


8

Gần đây tôi đã đăng một câu hỏi dường như vô hại trên một diễn đàn khác. Tôi đã cố gắng giữ một mạch nhỏ và tương đối đơn giản xuống một tấm ván 2 lớp và đang hỏi về giá trị che chắn của một đồng đổ được gắn vào mặt đất tương tự, trái ngược với việc dành riêng mặt phẳng riêng biệt không bị vỡ được sử dụng cho mặt đất. Mặc dù câu hỏi của tôi chỉ liên quan đến giá trị che chắn của một đồng đổ như vậy, một cuộc tranh cãi lớn bắt đầu ở một điểm hoàn toàn khác. Trong cách bố trí của tôi, tôi đã tạo ra một mặt đất ảo bằng cách sử dụng bộ chia điện áp điển hình cung cấp cho OP amp đạt được cấu hình đơn nhất, và sau đó đã chạy mọi trở lại mặt đất tương tự đến một điểm tiếp giáp với đầu ra của mặt đất ảo đó. Tôi cũng đã thực hiện đổ đồng trên lớp ít bận rộn nhất và buộc nó vào cùng một mặt đất tương tự, một lần nữa tại cùng một điểm. Nhưng ngay sau đó đã xảy ra một loạt các bài đăng phản đối việc tôi sử dụng sơ đồ "mạng nhện" phức tạp như vậy, với nhiều điều thú vị là tôi chỉ nên tạo một mặt phẳng mặt đất và thực hiện tất cả các kết nối đến điểm có sẵn gần nhất của mặt phẳng đó (thông qua khi cần thiết). Làm tốt như vậy chắc chắn làm cho một bố cục sạch hơn và đơn giản hơn trực quan. Nhưng đã đi theo con đường "một điểm" trong nhiều năm và có những thiết kế chủ yếu thành công (có nghĩa là khá ổn định), tôi ngần ngại thay đổi. Đặc biệt là một số trong các đối số đã nói về căn cứ điểm duy nhất như một cái gì đó cổ xưa, và xuống hạng với các mạch ống chân không. Gì? với nhiều chiming trong đó tôi chỉ nên tạo một mặt phẳng mặt đất và chỉ cần thực hiện tất cả các kết nối đến điểm có sẵn gần nhất của mặt phẳng đó (thông qua khi cần thiết). Làm tốt như vậy chắc chắn làm cho một bố cục sạch hơn và đơn giản hơn trực quan. Nhưng đã đi theo con đường "một điểm" trong nhiều năm và có những thiết kế chủ yếu thành công (có nghĩa là khá ổn định), tôi ngần ngại thay đổi. Đặc biệt là một số trong các đối số đã nói về căn cứ điểm duy nhất như một cái gì đó cổ xưa, và xuống hạng với các mạch ống chân không. Gì? với nhiều chiming trong đó tôi chỉ nên tạo một mặt phẳng mặt đất và chỉ cần thực hiện tất cả các kết nối đến điểm có sẵn gần nhất của mặt phẳng đó (thông qua khi cần thiết). Làm tốt như vậy chắc chắn làm cho một bố cục sạch hơn và đơn giản hơn trực quan. Nhưng đã đi theo con đường "một điểm" trong nhiều năm và có những thiết kế chủ yếu thành công (có nghĩa là khá ổn định), tôi ngần ngại thay đổi. Đặc biệt là một số trong các đối số đã nói về căn cứ điểm duy nhất như một cái gì đó cổ xưa, và xuống hạng với các mạch ống chân không. Gì? Đặc biệt là một số trong các đối số đã nói về căn cứ điểm duy nhất như một cái gì đó cổ xưa, và xuống hạng với các mạch ống chân không. Gì? Đặc biệt là một số trong các đối số đã nói về căn cứ điểm duy nhất như một cái gì đó cổ xưa, và xuống hạng với các mạch ống chân không. Gì?

Vì vậy, dù sao, chỉ chọc, nghiên cứu của tôi về chủ đề này dường như cho thấy hai trại về chủ đề này. Một lập luận là khi một máy bay mặt đất không bị phá hủy có sẵn, nó luôn luôn vượt trội. Đối số khác nói rằng nếu mạch cao tần của nó thì mặt phẳng mặt đất tốt hơn, nhưng đối với mạch tần số thấp (bao gồm cả âm thanh), phương pháp tiếp đất một điểm sẽ tốt hơn, chủ yếu là để tránh các vòng trên mặt đất.

Tất nhiên tôi vẫn còn một vấn đề nan giải, vì chi phí nguyên mẫu đang buộc tôi vào một bảng 2 lớp nếu có thể vào lúc này, và điều này có nghĩa là máy bay mặt đất giả của tôi, tốt nhất, sẽ là một đồng đổ, bị phá vỡ bởi một số dấu vết ngắn ở đây và ở đó . Nhưng trước khi thêm sự phức tạp hoặc ngoại lệ có thể vào quy tắc, tôi muốn đưa ra câu hỏi cụ thể này để thảo luận chung: Đối với một thiết kế âm thanh liên quan đến OP Amps, khi nào thì một điểm duy nhất "sơ đồ mặt đất để đi và khi nào chỉ là "đường dẫn gần nhất tới mặt phẳng mặt đất" đơn giản hơn là lựa chọn tốt hơn (hoặc ít nhất là đầy đủ).

Ví dụ, hai ảnh chụp màn hình xếp lớp này cho thấy hai phiên bản tương đối hợp lý của cùng một bảng, trong thực tế là khoảng 4 "x 2,5". Đầu tiên, bạn có thể thấy rất nhiều dấu vết dài ở cả hai mặt của bảng lên đến đỉnh điểm tại một miếng đệm có nhãn AGND. Thứ hai là gần như cùng một mạch, nhưng lần này, khu vực nghèo đồng màu xanh lam là một phần của mạng lưới mặt đất tương tự, vì vậy tất cả những dấu vết dài đó đã biến mất theo hướng đi gần nhất đến mặt phẳng mặt đất / đồng đổ. Ngoài tất cả các phê bình có thể về các vấn đề bố cục khác người ta có thể thấy, đây chỉ là một ví dụ. Tôi thực sự muốn giới hạn cuộc thảo luận này với câu hỏi ban đầu.

phiên bản mặt đất đơn phiên bản mặt đất đơn

Đường dẫn gần nhất tới phiên bản máy bay mặt đất Đường dẫn gần nhất tới phiên bản máy bay mặt đất


Đây là một câu hỏi hay! (Từ kinh nghiệm hạn chế của tôi) Tôi thích điểm mặt đất duy nhất cho âm thanh DC- (có thể đến 100kHz). (Nó cũng phần nào đạt được sự phụ thuộc.) Một khi bạn vượt lên trên mức đó (f> 1 MHz.) Tôi đã thấy tốt hơn khi có một mặt bằng lớn với nhiều kết nối với mặt trước / mặt đất trường hợp. Tôi đoán có một số kết nối với dòng trở lại của tín hiệu, tại một số điểm bạn quan tâm nhiều hơn về độ tự cảm của đường dây đất.
George Herold

Bạn biết đấy, tôi gần như đã bắt đầu nghĩ về độ tự cảm của những con đường dài trên mặt đất đó như là bạn của tôi. Rốt cuộc, họ dường như sẽ ức chế mức tăng ở tần số mà bạn không muốn đạt được trong một mạch âm thanh! Và vâng ... về câu hỏi khuếch đại, mạch đặc biệt này được thiết kế gần như thống nhất xung quanh và chỉ xử lý tín hiệu mức đường dây (khoảng 100mV). Vì vậy, nó được tranh luận trong một trường hợp như vậy nó sẽ không quan trọng nhiều. Nhưng tôi nghĩ rằng tốt hơn tôi nên có một suy nghĩ cởi mở nếu cách này hay cách khác thực sự tốt hơn. Bây giờ ngoài rắc rối định tuyến, bạn đã trải nghiệm bất kỳ tác động tiêu cực nào của việc nối đất một điểm chưa?
Randy

Grin, cũng đạt được 10 ^ 4, BW DC- ~ 2-3 MHz. Pcb mặt đất đơn đầu tiên không dao động ... nhưng gần như vậy. Nó đã đạt được đỉnh cao độc ác với tần suất cao. Ở tần số cao, cuộn cảm không phải là bạn của bạn. Tôi nghĩ rằng nó dẫn đến một sự thay đổi giai đoạn. Bạn đã xem xét bất kỳ công cụ toàn vẹn tín hiệu nào, nơi họ nói về nơi dòng điện trở lại (gnd) chảy chưa?
George Herold

Tôi đã được nghe rằng ở tần số cao, máy bay mặt đất là sự lựa chọn tốt hơn, có lẽ là do vấn đề điện cảm đó. Tất nhiên, vấn đề là ngay cả một mạch dành cho âm thanh cũng có thể dao động ở một số tần số cao không mong muốn. Vì vậy, tôi đã có thói quen thêm các mạng RC bổ sung đó để ngăn chặn ông Murphy. Tôi đoán bất kể phương pháp nào là tốt nhất, cũng không giải phóng chúng tôi khỏi việc thêm các rào cản mạch chống lại các vấn đề như vậy. Điều tồi tệ hơn ... độ tự cảm của dấu vết dài, hoặc vòng trên mặt đất! ;-(
Randy

Câu trả lời:


4

Có những ưu và nhược điểm cho một trong hai.

Một mặt phẳng toàn mặt đất tín hiệu có lợi thế là tín hiệu 0V là 0V có độ toàn vẹn cao và có thể dựa vào nhưng, không phải khi có dòng điện có ý nghĩa bất kỳ. Mặc dù một mặt phẳng mặt đất có trở kháng rất thấp, sự sụt giảm volt vẫn có thể xảy ra khi dòng điện đáng kể chảy qua. Bao nhiêu volt giảm là một vấn đề phụ thuộc hoàn toàn vào tín hiệu nhỏ nhất mà bạn muốn khuếch đại.

Một hệ thống điểm sao tránh được các "dòng đáng kể" được đề cập trong đoạn trước bằng cách đảm bảo rằng các rãnh ghi tín hiệu (các đường hồi về 0v) không chia sẻ với các dòng quan trọng này. Mặt trái là bạn kết thúc với các vòng từ có thể có điện áp gây ra từ nhau và "dòng điện đáng kể" chảy trong một rãnh khác có thể được ghép nối.


Vâng, tôi đánh giá cao điều đó. Suy nghĩ của bạn phản ánh của tôi, và tôi có một số lịch sử ở đó. Bây giờ chúng ta hãy lấy một trường hợp trong đó hầu hết các tham chiếu mặt đất là các tham chiếu thuần túy mang dòng điện tối thiểu. Giống như đầu vào + của OP amp tham chiếu mặt đất ảo thông qua 1 meg ohm. Và cho phép tiếp tục giả định tất cả xung quanh mạch điện thấp, trong đó tất cả các mức tăng là điện áp (không phải công suất). Bạn có thể nói nó thậm chí quan trọng ở điểm đó? Và những gì về một cách tiếp cận lai ... trong đó các tham chiếu thuần túy đó được gắn vào một mặt phẳng, nhưng tất cả các tín hiệu trả về tín hiệu thực được sử dụng dấu vết bị cô lập trở về nguồn gốc của nguồn mặt đất?
Randy

Tôi cũng có thể thấy rằng bị giới hạn trong hai lớp và sử dụng đổ đồng thay cho mặt phẳng rắn, cần phải giảm thiểu một số dấu vết ở phía "đổ". Trong ví dụ thứ hai của tôi, tôi có thể thấy nơi tôi đã tự bắn vào chân mình, buộc các dòng đất giữa phía dưới bên phải và bên trái của bảng phải đi vòng quanh những dấu vết dài gần giữa. Kể từ đó, tôi đã thêm một số vias để định tuyến lại tất cả những thứ này vào lớp trên cùng, để làm cho đồng của tôi đổ một bước gần hơn với mặt phẳng mặt đất.
Randy

1

Xin lỗi vì đã phục hồi chủ đề (loại) cũ, nhưng OP (và cả những người đọc khác) có thể tìm thấy tài liệu này một số quan tâm:

http://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5450

Theo tôi hiểu tài liệu trên, người ta nên phân biệt giữa các dòng tần số cao (1 MHz trở lên) và thấp (1 MHz và thấp hơn) vì chúng có các đường dẫn trở lại khác nhau. Do đó, một mặt phẳng rắn / đơn mặt đất có thể được sử dụng miễn là các dấu vết mang tín hiệu có tần số khác nhau được nhóm lại với nhau (nghĩa là tín hiệu tần số cao với các tín hiệu tần số cao khác ở một bên và tín hiệu tần số thấp cùng với các tín hiệu tần số thấp khác ở phía bên kia ).


Thú vị, và cảm ơn. Tôi sẽ nói rằng trong các thiết kế tín hiệu hỗn hợp tôi đã thực hiện, chẳng hạn như bài viết mô tả tôi đã luôn cố gắng sử dụng các mặt phẳng phân chia cho các khu vực đào và kiểm toán. Cho đến nay đã có kết quả tốt, nhưng một lần nữa tôi hiếm khi làm việc với mức tăng rất cao, và công việc tương tự của tôi là trong lĩnh vực âm thanh. Ngoài ra, tôi đã chọn cho các mặt phẳng đơn giản trong một số thiết kế âm thanh kể từ bài đăng của tôi và các bảng đã được xử lý tốt. Vì tất cả các điểm mặt đất của tôi mang gần dòng không, tôi cho rằng nó không quan trọng lắm. Tôi nghi ngờ nhiều mô hình ngôi sao tranh luận là quan trọng nhất đối với các nguyên mẫu bảng hoàn hảo có dây tay.
Randy
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.