Amplificador de audio Consejos para el diseño de PCB

Aplaudo su deseo de aprender en lugar de copiar a ciegas el diseño de referencia. Supongo que soy el 2% de los ingenieros a los que se refiere Kortuk. Puedo ver un diseño de referencia, pero no solo lo voy a seguir. Trato de entender cuáles son los puntos importantes y por qué hicieron lo que hicieron, luego me aseguro de incorporarlos si los considero aplicables a mi diseño. Las hojas de datos a menudo se escriben de forma aislada, y cualquier diseño real tiene otras concesiones y problemas que deben considerarse. Yo diría que el 98% de los ingenieros de buenos no solo copian los ejemplos de la hoja de datos. Por supuesto, debe leer la hoja de datos detenidamente y asegurarse de que entiende lo que dicen sobre las necesidades particulares de la pieza.

Así que para responder a su pregunta. Las características del audio son que es de baja frecuencia pero alta relación señal / ruido. Eso significa que no tiene que preocuparse por los efectos de la línea de transmisión y similares. Sin embargo, tiene que pensar en cada lugar donde pueda llegar el ruido y tratar de evitarlo de la mayor cantidad de formas posibles. Filtros separados sobre la potencia de cualquier IC es una buena idea, algo así como una pequeña ferrita en serie y una tapa a tierra justo en el chip. Esto es para cualquier cosa que no maneje la potencia de salida final. Eso requiere una conexión de baja impedancia a la fuente de alimentación.

El acoplamiento capacitivo sobre trazas de señal debe ser considerado. Esto se puede manejar en el enrutamiento y, a veces, se trazan trazados de tierra adicionales alrededor de una ruta de señal solo por este motivo. Mantener las redes de señal ayuda de baja impedancia, pero eso no siempre es posible. Mantenga las trazas sensibles alejadas de trazas con grandes oscilaciones de voltaje, como la salida de potencia final. Mantenga la fuente de alimentación alejada de los rastros de señal lo mejor que pueda. Eventualmente, la fuente de alimentación necesita alimentar los circuitos, pero asegúrese de que esté bien filtrada antes de que llegue a ese punto y no sea una fuente de ruido capacitivo. En algunos casos, debe considerar el acoplamiento inductivo entre trazas, pero generalmente no es tan importante como el acoplamiento capacitivo, especialmente si mantiene las trazas de salida final de alta corriente lejos de las trazas de entrada sensibles.

Otra fuente de ruido es el acoplamiento externo de la frecuencia de la línea de alimentación o las estaciones de radio. Mantener alejado el ruido de la línea eléctrica es uno de los pocos lugares donde un escudo puede ser una buena idea. Poner el circuito en una caja de metal que está atada a la tierra de señal en un lugar es un buen lugar para comenzar. Los filtros de paso bajo simples de R-C, muy por encima de la frecuencia de audio, pero aún por debajo de la radio, ayudan a mantener baja la radio. Por ejemplo, un polo R-C en la región de 50-100kHz no afectará el audio, sino que atenuará incluso la radio AM.

Hay muchos más detalles, y probablemente hay libros enteros escritos sobre esto, pero esto debería darle un lugar para comenzar. Una buena manera de aprender es probar estas cosas, luego jugar con ellas y ver cómo afectan la salida.

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Pautas de diseño de PCB de audio. Dirigido a un IC específico pero útil. Descarga un PDF de utilidad a través de google enlace de búsqueda - Dirección absoluta desconocida. Útil

Cómo obtener muchos muchos más ... = > de donde vino todo lo anterior

111014 - TI Técnicas de diseño de la placa de circuito
 ~ = Capítulo de 30 páginas de su libro "Opamps para todos".

¡Guau!
 Libro de TI de 464 páginas Amplificadores operacionales para todos : incluye el capítulo de diseño de PCB anterior.
 Esta puede ser la versión uno. Puede pero la versión 2 en la web por alrededor de $ US60.

O puede comprar la versión tres de las personas que son justas, tal vez más respetables y morales aquí , un capítulo a la vez en línea por alrededor de $ 30 / capítulo o alrededor de $ 5600 por el libro. No estoy seguro de por qué cualquier persona querría darles su negocio.

Lo más importante que se debe entender acerca de los diseños de PCB de audio es que el cobre no es un conductor perfecto. Tiene una pequeña cantidad de resistencia, y una corriente que fluye a través de una traza inducirá pequeñas diferencias de voltaje en diferentes puntos a lo largo de esa traza. Si tiene una fuente de alimentación que drena corrientes pesadas a través de una traza a tierra, y luego amplifica una señal usando otro punto en esa traza como su referencia a tierra, cualquier ruido en la fuente de alimentación se agregará a su señal.

enlace

Si está trabajando con un amplificador que tiene una entrada diferencial, ejecute la traza a tierra hasta donde sea que venga la señal, sin tocar nada más. No se limite a tierra localmente al suelo del amplificador de potencia. Es la referencia para la señal, y debe conectarse solo a la tierra de la fuente para que cualquier diferencia en el voltaje entre la fuente y la tierra del amplificador se cancele por el amplificador diferencial.

Las trazas con nada más que impedancias altas conectándolas a otros circuitos captarán la interferencia fácilmente. En general, si tiene una opción, este diseño de amplificador operacional:

▷ ————————— [MΩ] - ▷

es mejor que esto:

▷ - [MΩ] ————————— ▷

Debido a que el último tiene un largo rastro con una impedancia de > MΩ en ambos extremos, lo abre al acoplamiento capacitivo, mientras que el primero tiene un largo rastro mantenido "rígido" por la salida de baja impedancia del op-amp, de modo que el acoplamiento de una fuente de impedancia superior a la traza no tendrá mucho efecto.