Omitir la teoría de los condensadores

Un opamp típico usado en el audio tiene un producto de ancho de banda de ganancia en algún lugar entre una y varias decenas de MHz, por lo que las cosas generalmente tienen bastante ganancia fuera de la banda de audio.

Además, es instructivo recordar los flujos de corriente en los bucles, y que, por lo general, la salida de opamps se refiere a algún 'retorno a tierra' que NO está conectado directamente a uno de los pines de alimentación de opamps (a menudo son + -15V o así), las tapas de derivación cerca del opamp sirven para cerrar este bucle y minimizar el potencial de acoplamiento magnético (proporcional al área del bucle).

Un poco más de desagradable es que un operador de clase AB impondrá pulsos de corriente rectificados de media onda en los rieles de energía de remolque cuando la salida cambie de fuente a hundimiento y viceversa, los límites locales también ayudan a minimizar estas áreas de bucle.

Ahora 100nF era una especie de estándar para la cerámica, ya en la actualidad, pero en estos días 1uF está fácilmente disponible en 0603 X7R y vale la pena usarlo, y los diseñadores inteligentes también usan un electrolítico local, unos pocos 10s de uF son útiles , no vayas por ESR demasiado bajo aquí. A algunos de nosotros también nos gusta una resistencia de serie modesta antes de esta disposición, tanto agrega un polo como ayuda a amortiguar cualquier resonancia entre la red de alimentación y las tapas bastante grandes en la entrada de la placa, 10 ohmios o menos, generalmente está bien.

Es sorprendente la poca inductancia de la serie que toma cuando tiene 1000uF en la entrada para dar una resonancia en la región de audio o ultrasónica baja.

Solo conseguí esto realmente una vez que dejé de pensar en el voltaje como algo primordial y comencé a pensar en la corriente (y sus bucles) como una consideración al menos tan grande, a pesar de que las escuelas parecen concentrarse en los voltajes como ser la cosa

Si desea cubrir las frecuencias de audio, necesita utilizar condensadores con valores más altos que este. Pero si está muestreando su audio con un ADC rápido, todavía desea desactivar la interferencia en las frecuencias de ~ MHz para evitar el alias de ruido en su señal muestreada. Por lo tanto, a menudo querrá pasar por alto con una secuencia de diferentes condensadores de valor para cubrir todas las bandas de frecuencia importantes.

Debido a que las longitudes de onda asociadas son más largas en bajas frecuencias, no es tan importante mantener los capacitores de mayor valor tan cerca de los circuitos integrados que se pasan por alto. A menudo, solo unos pocos condensadores "a granel" se reparten alrededor del tablero y se "comparten" entre diferentes cargas.

Debajo de 1 kHz, si tiene regulación local en la placa, es probable que su regulador de potencia tenga una impedancia de salida lo suficientemente baja como para que el intento de omitir estas frecuencias sea superfluo.

Los amplificadores operacionales funcionan bastante bien ya que no producen una corriente de pico de Coss conmutada de lógica y tienen un excelente PSRR a baja frecuencia.

La teoría es simplemente el pico pico de la corriente, o la corriente de rizado * ESR de la tapa de desacoplamiento. Dado que los OA no son la fuente ofensiva de ruido, solo hay que preocuparse por las pistas o cables inductivos largos, ya que GBW es ~ 1MHz mientras que la lógica puede ser GBW ~ 1GHz con Zout tan bajo como 25 Ohms en la familia 74ALVCxx.

Por lo tanto, considere de dónde proviene el ruido y qué BW y cuánto se necesita para una operación de OA limpia en algunos BW.

Un 0.1uF por grupo de OA puede ser suficiente o NO ... dependiendo del relé inductivo del interruptor, el motor y el ruido CMOS.

Sin embargo, si tiene un gran ruido en la corriente del interruptor del motor, entonces el enrutamiento de las corrientes de tierra y la supresión de ondulaciones en la fuente de ruido es clave para una mejor inmunidad. Rutas de impedancia controladas, plano de tierra o par trenzado con choque CM para reducir las emanaciones o el ruido conducido.

Si se desconoce, aísla las rutas de alimentación analógicas y digitales para una mejor reducción de la ondulación.

Vale la pena conocer la ESR de cada tipo de tapa y la impedancia de la pista y la DCR de las cargas inductivas y la lógica de Coss of Mosfets y CMOS. Pero esto requiere esfuerzo.

Supongamos que tienes un órgano electrónico que produce un tono de 59 Hz. La energía para el altavoz debe manejar esa frecuencia de 59Hz, aunque PowerLine proporciona 60Hz (o 50Hz) sin una nota de beat. Los condensadores de almacenamiento de energía son necesarios para eso: evitar la interacción entre el consumo de energía y los tiempos de reposición de energía.

¿Cuál es la resonancia de 100,000 uF y 1 metro de cableado dentro del órgano? la resonancia del radián es 1 / sqrt (L * C) = 1 / sqrt (1e-6 * 1e-1) = 1 / sqrt (1e-7) = sqrt (10) / sqrt (1e-6) = 3.16 / 0.001 = 3,160 radianes / segundos ~ = 500 Hz.

¿Cómo prevenir los picos molestos en el suministro de VDD de este órgano? Nosotros humedecemos. Usando Rdampen = sqrt (L / C) = sqrt (1e-6 / 0.1) = sqrt (1e-5) = 3.16 miliOhms, y realizando 6 cuadrados de lámina de PCB son 0.0005 Ohms * 6 = 0.003 ohms, la necesidad de humedecer es logrado de manera oculta pero todavía efectiva, lo que nos permite ignorar la necesidad de frenar hasta que nos sorprendamos.

Con potencia == I ^ 2 * R, a 4 ohmios y 10 amperios, tenemos 400 vatios de tono de 59Hz. ¿Cuánta holgura VDD se produce entre los picos de recarga de la potencia rectificada de onda completa de 120Hz? Q = VC, I = C * dV / dT, y dV = I * T / C = 10A * 0.008sec / 0.1, lo que hace que el dV sea de 0.8 voltios. Según el rechazo de la fuente de alimentación de su unidad de altavoz de bajos de 400 vatios en el órgano, es posible que escuche o no notas con una potencia de 59 Hz a 60 (120) Hz.

Ahora el amplificador, este grande (400 vatios, dentro de un órgano) no es clase A; es clase B, por lo tanto, cuando se produce una salida sinusoidal, extrae faston, fastoff surge de la VDD de +60 voltios al amplificador de órgano. Estos transitorios de non-sin harán que los rieles de + -60V suenen ... a menos que se humedezcan. Los condensadores grandes (0,1 faradios) tienen inductancia interna (más ese 1 metro externo de cableado) y suenan a frecuencias más altas. Para proporcionar energía a frecuencias más altas, los condensadores más pequeños se colocan en paralelo, y suenan a sus propias frecuencias de 1 / [2pi * sqt (LC)], y deben ser amortiguados. Esa amortiguación requiere resistencias progresivamente más grandes y más grandes.

Un microcontrolador, que funciona a 100MHz, es aún más desafiante. El ADC en el silicio necesita silencio, < < un milivoltio para ADC de 12 bits para alcanzar 12 bits; Los filtros PI se utilizan para excluir la basura externa.