placa SMD: seguimiento de comentarios de enrutamiento para SOIC OP amp

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Esta es una pregunta de seguimiento de Diseño de PCB para SOIC empaquetado amplificador operacional que se remonta a un artículo de John Ardizzoni de AD (no puedo poner el enlace aquí porque soy nuevo en este foro y limitado en los enlaces). Comencé esto como una nueva pregunta, ya que el intercambio de meta stack parece estar bien con eso. Por favor, redirigirlo de lo contrario.

Su nota de aplicación compara, entre otros, dos diseños SOIC. Copiado de la nota:

yelautordelapreguntacitadaagregaunaterceraopcióndondela"traza de retroalimentación" se enruta en la parte superior del tablero (es decir, como (a)) pero con las huellas bajo la OPA. Esta idea fue estimulada por el consejo de John: "mantener las distancias cortas es primordial".

La respuesta aceptada indica que "la capacitancia en el pin de entrada -ve es un factor clave en la estabilidad de retroalimentación" pero sin un requisito específico, "no sería posible declarar un ganador".

Como aficionado a la electrónica, me gustaría hacer una placa para señales analógicas de hasta 100 MHz y pensé que la respuesta, a pesar de ser detallada, todavía me dejó un poco insegura. Así que tomé estos tres diseños:

ycalculélacapacitanciaylainductanciaparásitasdeacuerdoconlasfórmulasdadasenlanotadeJohn,yaqueconozcolalongitud,elanchoylaalturadelrastroylasespecificacionesdePCB.Soyconscientedequeelpaquete0805deloscomponentespodríaserunpocodemasiadovoluminosoparalaaplicaciónyqueelanchodelatrazatambiénpuedereducirseunpoco,perocomocomparación,podríaserlo.Asíquecalculé

  • 0.24pFy1.34nHparaeldiseño"alrededor" (arriba)
  • 0.19 pF y 2.88 nH para el diseño "debajo" que incluye dos vias (centro)
  • 0.17 pF y 0.89 nH para el diseño propuesto en la pregunta mencionada (diseño inferior con topología ligeramente diferente)

A partir de esto, parece que enrutar la traza de realimentación en la misma capa, pero enviarla bajo el OPA es lo óptimo. Efectivamente, esto también es solo una aproximación y no tiene en cuenta las trazas en ángulo ni la capacitancia del pin de entrada negativa, etc. Esto último podría gustarle a través del diseño, ya que naturalmente abre el plano de tierra y el pin negativo.

Al igual que la persona que hizo la pregunta en primer lugar, y teniendo algunas estimaciones de los efectos parasitarios, no entiendo muy bien por qué enrutar las huellas bajo pero en la misma capa de la OPA no se considera beneficioso para aplicaciones en el régimen de ~ 100 MHz.

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Nuevo diseño para el bypass de suministro como reacción a la respuesta de @peufeu

    
pregunta Clemens

1 respuesta

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El diseño de las tapas de bypass es malo en ambos ejemplos.

Cuando su etapa de salida opamp entrega suficiente corriente para ingresar a la parte "B" de su clase AB, extraerá corrientes rectificadas de media onda de sus pines de alimentación. No desea inyectar estas corrientes en su plano GND.

La solución es colocar ambas tapas de desacoplamiento (para V + y V-) una al lado de la otra, en el lado inferior del opamp (según su dibujo) y tener la GND de las tapas conectada al plano GND en un punto con 2 -4 vias.

Ahora, sobre el diseño de retroalimentación, a 100MHz 1nH no agregará mucho cambio de fase si su resistencia de retroalimentación es algo así como 150-330 ohmios. Coloca la resistencia en la parte inferior si quieres un camino realmente corto, pero esto solo funcionará en 4 capas. En la doble cara, hará un corte en su plano GND en la capa inferior, lo que supongo que sería peor que enviar retroalimentación en la capa superior.

EDITAR:

Debería funcionar mejor con las fotos. Intenté usar el editor de PCB en línea easyeda.com ...

YeldiseñodePCB:

Ahora,yaqueeslaprimeravezqueutilizoEasyEDA(losiento,demasiadoflojoenestemomentoparaarrancarmiPCprincipalycargarAltium)...imaginaquelaspistastieneneltamañocorrecto,etc.

  

Su"corrección" para el problema de bypass no tiene ningún sentido. Por un lado, los pulsos actuales de los que estás hablando no están en fase, por lo que no es posible cancelarlos.

Los pines V + y v-opamp dibujan una corriente rectificada de media onda cuando ingresa a la clase B. Estas corrientes son una versión muy distorsionada de la señal original. Dejar que estas corrientes fluyan hacia el plano GND creará una tensión distorsionada en todo el plano. Si usa GND como una referencia de 0 V, esto puede aumentar la distorsión dependiendo de dónde se toman las vías de referencia de 0 V (hay una en la entrada + aquí, ya que el opamp está invirtiendo).

Es por esto que puse las dos tapas de desacoplamiento juntas y las conecté a GND en el mismo punto. De esta manera, la corriente inyectada en la GND es la suma de las corrientes V + y V, que es simplemente la corriente de salida, y por lo tanto no está distorsionada. Solo se inyecta corriente lineal en la GND, lo que significa que el potencial en la referencia de 0 V a través de la entrada + aún puede moverse, pero será lineal con la señal. Esto causará un pequeño error de ganancia, pero no armónicos adicionales.

Este otro diseño reducirá la inductancia de la resistencia de realimentación, pero aumentará la inductancia de la fuente de alimentación:

    
respondido por el peufeu

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