Kleine Geheimnisse von Trace-Boards mit Operations- und InstrumentenverstÀrkern

Beim Entwerfen von Brettern
kostet nichts so billig
und wird nicht so hoch geschÀtzt
wie die richtige Spur.



Im Zeitalter des Internet der Dinge und der VerfĂŒgbarkeit der Herstellung von Leiterplatten und nicht nur gemĂ€ĂŸ der LUT-Technologie sind Menschen hĂ€ufig an ihrem Design beteiligt, deren AktivitĂ€ten sich alle auf die digitale Technologie beziehen.

Selbst wenn ich eine einfache digitale Karte nachverfolge, gibt es unausgesprochene Regeln, die ich in meinen Projekten immer befolge, und bei der Entwicklung von MessgerÀten mit Digital-Analog-Abschnitten der Schaltkreise ist dies einfach notwendig.

In diesem Artikel möchte ich unerfahrene Designer auf eine Reihe elementarer Tricks aufmerksam machen, die befolgt werden sollten, um einen stabilen Arbeitskreis zu erhalten und den Messfehler zu reduzieren oder den Verzerrungskoeffizienten des Schallwegs zu minimieren. Zur Verdeutlichung werden die Informationen in Form von zwei Beispielen dargestellt.

Die Empfehlungen sind sehr einfach und vielen bekannt, aber wie meine Praxis gezeigt hat, halten sich Experten mit Erfahrung keineswegs immer daran.

Beispiel Nummer zwei. Verfolgung einer einfachen OperationsverstÀrkerschaltung



Abb. 1. VerstÀrkerschaltung an einem OperationsverstÀrker

Betrachten Sie zunĂ€chst das einfachste Beispiel. Nur wenige WiderstĂ€nde und Kondensatoren sind nichtinvertierende VerstĂ€rker mit einer SpannungsverstĂ€rkung von 2. Wir haben uns die Aufgabe gestellt, die FlĂ€chenverfolgung zu optimieren und zwei Optionen in Betracht zu ziehen. Die Karte ist in beiden FĂ€llen zweischichtig, die obere Signalschicht ist rot, die untere ist blau. Die richtige Option ist nicht nur flĂ€chenmĂ€ĂŸig etwas kleiner, sondern es ist auch weniger wahrscheinlich, dass sie falsche Verbindungen verursacht.


Abb. 2. Zwei Optionen zum Verfolgen der VerstÀrkerplatine am OperationsverstÀrker

Achten Sie zunĂ€chst darauf, wie der Sperrkondensator C2 auf der rechten Seite der Abbildung installiert ist - im Mindestabstand von der Ausgangsleistung. Zweitens geht die von der Quelle kommende negative Spannung zuerst zum Kondensator und nur von dort zum Ausgangsausgang des OperationsverstĂ€rkers. Diese einfache Technik erhöht den Wirkungsgrad des Sperrkondensators erheblich. Ich habe das gleiche mit Kondensator C1 gemacht. Übrigens, wenn Sie mehrere Sperrkondensatoren verwenden, z. B. Tantal mit großer KapazitĂ€t und weniger Keramik, sollte der Kondensator mit geringerer KapazitĂ€t nĂ€her an der Ausgangsleistung liegen, da er eine geringere StreuinduktivitĂ€t aufweist und hochfrequente Störungen besser unterdrĂŒckt.

Ein kleines offtopic, das nicht direkt mit dem Thema des heutigen Artikels zusammenhÀngt
, , . — ADC, DAC, , . . , ,

Die Elemente der RĂŒckkopplungsschaltung sollten so nahe wie möglich am nichtinvertierenden Eingang angeordnet sein, wodurch die Möglichkeit einer Interferenz mit der hochohmigen Eingangsschaltung minimiert wird.

Anstelle von getrennten Erdungsleitern wird die Erdungsschicht verwendet, um die untere Schicht der Platine mit einer Schirmschicht zu fĂŒllen , wodurch Störstörungen reduziert werden. Am Ende eine andere Empfehlung - lassen Sie die Biegungen der Leiter nicht im rechten Winkel - glĂ€tten Sie sie so weit wie möglich, dies reduziert die LĂ€nge der Leiter, die Wahrscheinlichkeit von Interferenzen und Signalreflexionen.

Wir wenden uns einem ernsteren und interessanteren Fall aus dem Bereich der Messungen zu, bei dem die RĂŒckverfolgung wichtig sein kann.

Beispiel Nummer eins. Verfolgen Sie den Stromverbrauchsmonitor am InstrumentenverstÀrker




Abb. 3. Diagramm eines StromwÀchters mit einem Instrumenten-OperationsverstÀrker.

Die Abbildung zeigt ein Diagramm eines MessgerĂ€ts fĂŒr den Stromverbrauch. Das Messelement ist der im Stromkreis enthaltene Nebenschlusswiderstand. Die Last, an der der Strom gemessen wird, ist R Last. Die gemessene Spannung wird vom Widerstands- R- Shunt entfernt und unter Verwendung einer symmetrischen Schaltung an den Elementen R1, R2, C1-C3 gefiltert. Die Mikroschaltung U2 dient zur Versorgung der Referenzspannung. R4, C5 - Ausgangsfilter.

Bei der RĂŒckverfolgung mĂŒssen Sie natĂŒrlich alle oben genannten Empfehlungen befolgen.


Abb. 4. Zwei Möglichkeiten, die VerstÀrkerplatine auf dem Instrumenten-OperationsverstÀrker zu verfolgen.

Wir werden die MĂ€ngel analysieren, die der linke Stromkreis aufweist:

  • , . . ;

  • . . ;

  • .

Wenn Sie sehr einfache Regeln einhalten, erleichtern Sie sich das Leben. In einigen FÀllen richten sie einfach keinen Schaden an, in anderen können sie sowohl die StabilitÀt der gesamten Schaltung als auch die Genauigkeit der Messungen erheblich verbessern.

Halten Sie keine geladene Waffe an die Wand. Eines Tages wird es sicherlich schießen und den unangenehmsten Moment dafĂŒr wĂ€hlen.


Bei der Vorbereitung des Artikels wurden Materialien aus dem Blog von TI-Spezialisten verwendet

Source: https://habr.com/ru/post/de399955/


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