开关电源之PCB布局可能做到增添谐波失真?
理论上开关电源之印刷线路板(PCB)是由电气线性资料构成的,也即其阻抗应是平稳的。那么,PCB为什么会将非线性引入信号内呢?答案在于:于电流流过的外地来说,开关电源之PCB规划是“空间非线性”的。
缩小器是从这个开关电源仍是从其余一个开关电源获取电流,取决于加负载上的信号霎时极性。电流从电源流出,通过旁路电容,通过缩小器进入负载。而后,电流从负载接地端(或PCB输入联接器的屏蔽)回到地立体,通过旁路电容,回到初步供给该电流的开关电源。
电流流过阻抗途径的概念是不正确的。电流在悉数不同阻抗途径的多少与其电导率成比例。在一个地立体,经常有不止一个大比例地电流流经的低阻抗途径:一个途径间接连至旁路电容;另一个在抵达旁路电容前,对输出电阻构成煽动。地回流电流才是切实引发表单的起因。
旁路电容放在开关电源之PCB的不同方位时,地电流通过不同途径流至各自的旁路电容,即“空间非线性”所代表的意义。若地电流某一极性的重量的很大流过输出电路的地,则只扰动信号的这一极性的重量电压。而若地电流的另一极性并没施扰,则输出信号电压以一种非线性办法产生改动。当一个极性重量产生改动而另一个极性没改动时,就会产生失真,并体现为输入信号的二次谐波失真。
当只需正弦波的一个极性重量受到扰动时,产生的波形就不再是正弦波。用一个100 Ω负载模拟抱负缩小器,使负载电流通过一个1 Ω电阻,仅在信号的一个极性上耦合输入地电压。失真波形几乎满是-68dBc处的二次谐波。
当频率很高时,很简略在PCB上生成这种水平的耦合,它无需仰仗太多开关电源之PCB特其余非线性效应,就可销毁缩小器优良的防失真特性。当单个运算缩小器的输入因为地电流途径而失真时,通过从新安排旁路回路可调度地电流流动,并坚持与输出器材的距离。
开关电源之PCB布局之多缩小器芯片(两个、三个或者四个缩小器)的表单更加混乱,因为它无奈使旁路电容的地联接远离悉数输出端。对四缩小器来说更是如此。四缩小器芯片的每一边都有输出端,所以没有空间搁置可加重对输出通道扰动的旁路电路。
为防止这种表单,可让地电流扰动输出,但让PCB电流以一种空间线性办法流动。为完结此目的,可能选用下办法在PCB上规划旁路电容:使(+Vs)和(–Vs) 地电流流经同一途径。若正/负电流对输出信号的扰动持平,则将不会产生失真。因此,使两个旁路电容紧挨着摆放,以使它们同享一个接地址。因为地电流的两个极性重量来自同一个点(输入联接器屏蔽或负载地),并都回流至同一个点(旁路电容的公共地联接),所以正/负电流都流经同一途径。若一个通道的输出电阻被(+Vs)电流扰动,则(–Vs)电流对其有雷同影响。因为不论极性是怎么的,产生的扰动都雷同,所以不会产生失真,但将使该通道增益产生小的改动。
若在开关电源之PCB上没有一个抱负的四缩小器,则测量繁多缩小器通道的效应会很困难。显著,一个给定的缩小器通道不仅扰动其本身输出,还会扰动其它通道的输出。地电流流经悉数不同的通道输出,且产生不同效果,但又都受每个输入的影响,这种影响是可测量的。