高频电流路径始终遵循最小阻抗的路径 - 电阻。
正如刚才所讨论的,高速信号的最低阻抗路径直接位于 PCB 走线下方。这大大减少了电流回路面积。 “最坏”情况下的情况表明,长绕组迹线会产生大电流环路区域,接地层中的断裂使情况变得更糟。一个明显的问题是地平面通常用作系统其他部分的参考点。如果这些参考点之一附近的电流密度很高,这会(并且经常会)导致电路中出现噪声,并且通常会在整个信号流中传播。
如不良布局所示,还显示了不遵循“两点之间的最短距离是直线”方法的长绕组迹线。更好的布局将距离最小化,同时减少电流回路面积。但是,进行布局的最佳方法是将接收器部分放置在尽可能靠近输入端的位置。
这很容易成为最小的环路面积,并且信号路径中的延迟大大减少。这种方法的一个主要好处是其他电路的参考接地点保持“安静”,并且不应受到不良电流的影响。这也最大限度地减少了遵守严格的带状线技术的需要,因为信号路径充当集总电路而不是分布式电路。集总电路的上升沿通常远小于传输线的延迟时间,从而最大限度地减少问题。传输线的结构自然地使源电流和返回电流彼此靠近。这有助于最小化电流环路面积,并显着降低 PCB 路径上的噪声和 EMI。
查看输出电流路径显示了与输入电流完全相同的现象——返回电流路径将跟随信号轨迹路径,无论它走到哪里。 一个经常被忽视的问题是,一旦到达驱动器的输出,返回电流流向何处? 众所周知,电流必须闭合回路,否则没有电流流动。
问题:
‹长绕组路径导致大电流回路面积。
‹HF 旁路电容放置在离放大器和 GND 太远的地方。 电感消除了旁路电容的好处。
‹ 旁路电容的GND 离放大器输出太远。
‹串联电阻(RSOURCE)离放大器太远。 导致放大器上的 C 负载和缺少传输线。
‹ 连接器上的单 GND 点
在上面的示例中,返回电流流经旁路电容器并返回电源线。 现在我们看到旁路电容是环路的一部分,会对系统性能产生影响。显然,将电容尽可能靠近驱动器电源引脚和实际输出走线是有意义的。
上述系统的另一个问题是源电阻离驱动器很远。 稍后将讨论,这对驱动程序来说是一件坏事,可能会导致稳定性问题。 此外,传输线通常始于电阻器的负载侧。 该系统可能具有未定义的特性阻抗,这可能会引起反射问题。
最后一个问题是连接器的单个接地连接点。 这可能会导致返回电流中出现明显的阻抗失配。
解决方案:
‹ 放大器在连接器旁边,以最小化环路面积。
‹HF 旁路电容现在放置在放大器电源引脚旁边,并且具有短的 GND 连接。
‹ 靠近放大器输出端的旁路电容的 GND——但不要太靠近导致 C 负载问题。
‹ 源电阻在放大器输出旁边。
‹ 连接器上的多个 GND 点。
如前所述,简单的解决方案是尽可能地最小化电流流通面积。 通过将连接器和驱动器移动到彼此旁边即可轻松解决。 旁路电容现在非常靠近驱动器电源引脚,并且靠近驱动器输出引脚的走线长度非常短。 匹配传输线特性阻抗的串联电阻放置在非常靠近驱动器的位置。 此外,连接器具有多个接地连接点,以最大限度地减少阻抗问题。