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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?, J1 V4 I! |8 @
答:印制PCB線路板的導電帶做得比較寬,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電帶以便于信號線的布置?傊,在所有可能出現(xiàn)問題的地方,計算導電帶的電阻并分析其作用,這是非常重要的。# K; F& `/ E! C3 m8 M
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料。請問一段導線的電阻會怎樣呢?
( K1 q" Z2 |9 r5 @6 c: W7 f 答:情況不一樣。你所指的是一段導線或者是起導線作用的PCB線路板中的一段導電帶。由于室溫超導體至今還沒問世,所以任何一段金屬導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。$ G/ A; @7 h5 Z2 }
三、問:寬度過大的導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?
! A, p% X% n6 D* ~" e0 T 答:問題很小。雖然由印制線路板的導電帶構(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。
0 F* B4 q8 m& D) W: t) C 四、問:什么是接地平面?
, K1 u4 _( j& F7 s# D& r& J4 j 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。! x5 W; S# Z0 h f. p! X9 G
五、問:這里所說的接地平面對制造廠家來說很困難,對嗎?
9 r4 q+ o9 I2 ] 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)。$ _1 { k. B [' I5 P
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?
% e' X' s+ ^; K3 d+ h 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。
7 M$ e# Q* Q1 B* H6 J3 l 七、問:怎樣才能知道在一個接地平面上產(chǎn)生的電壓降?& U6 {+ a7 c* m9 G* @
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)過的導電帶的長度進行計算,不過計算可能很復雜。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' b% V3 S, L7 P( F, g, a
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%。# H1 a$ f( w4 N
八、問:高頻接地噪聲如何測量?
' y; D: ^+ K% [' l0 n( [/ [ 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。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。& `' q L+ Y( G
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