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[问答]

如何设计才能达到符合预期的THD+N性能指标?


  • 请问如何设计才能达到符合预期的THD+N性能指标?避免以低性能运行?
    一、比如用在一个10倍放大的线路中,作为正相放大,正相输入端可以悬空接信号输入还是需要并联电阻接地?需要的话电阻取值多大合适,反馈电阻和反相端接地电阻取多大比较合适?反馈电阻是否需要并联超前补偿电容?
    假如反相10倍放大的话,输入电阻和反馈电阻取多大比较合适?正相端是直接接地还是经电阻接地?
    有没有10倍正反放大的标准线路(确保不会出现超调和THD+N变差)供参考?

    二、PCB LAYOUT中,输入端参考地、滤波退耦电容地,输出地参考地,要怎么设计才是合理的呢?如果信号输入端电阻地与退耦地就近接在一起,输出会产生极大的噪声。但是退耦地与输出地是否可以连在一起呢?如果不连,各自就会产生较长的PCB迹线,这样电容退耦效果就没那么好,是否是这样理解?另外运放本层是否适合用大范围的接地覆铜来包围?假如一块电路板上有双通道多级运放,PCB 接地又要怎么接比较好呢?是否合适用一层大面积覆铜把所有地全部接到这一层接地铜箔上?还是全部要求用星形单点接地?

回帖(1)

马占云

2024-9-30 17:20:02
为了达到符合预期的THD+N性能指标,我们需要从以下几个方面进行设计:

1. 选择合适的放大器芯片:选择具有低噪声、高增益和低失真的放大器芯片,以确保放大器的性能满足要求。

2. 优化电路设计:
   a. 正相输入端:可以悬空接信号输入,但为了减少噪声和干扰,建议在输入端并联一个电阻接地。电阻取值可以根据信号源的输出阻抗和放大器的输入阻抗来确定,一般取值在1kΩ到10kΩ之间。
   b. 反馈电阻:反馈电阻的取值需要根据放大器的增益要求来确定。一般来说,反馈电阻越大,增益越高。同时,反馈电阻的取值也会影响到放大器的稳定性和带宽。建议在设计时进行仿真和实验验证。
   c. 反相端接地电阻:反相端接地电阻的取值可以根据放大器的输入阻抗和信号源的输出阻抗来确定。一般取值在1kΩ到10kΩ之间。
   d. 超前补偿电容:如果需要提高放大器的相位裕度和稳定性,可以在反馈电阻上并联一个超前补偿电容。电容值需要根据放大器的带宽和稳定性要求来确定。

3. 设计10倍正反放大的标准线路:可以参考以下电路图:

```
   Vin
   |
   +---[R1]---+---[R2]---+
   |           |           |
   |           |           +---[R3]---+
   |           |           |           |
   |           |           |           +--- Vout
   |           |           |           |
   |           |           |           +---[R4]---+
   |           |           |           |           |
   +-----------+-----------+-----------+-----------+
   Vin+        Vin-       Vout+       Vout-
```

其中,R1和R2为输入电阻,R3和R4为反馈电阻。R1和R2的取值可以根据信号源的输出阻抗和放大器的输入阻抗来确定,R3和R4的取值可以根据放大器的增益要求来确定。

4. PCB布局设计:
   a. 输入端参考地:将输入端的地线与放大器芯片的地线相连,以减少地线噪声。
   b. 滤波退耦电容地:在电源线上并联退耦电容,以减少电源线上的噪声对放大器的影响。
   c. 输出地参考地:将输出端的地线与放大器芯片的地线相连,以减少地线噪声。
   d. 布局时,尽量使信号线、电源线和地线保持短且直线,以减少电磁干扰。

通过以上设计,可以有效地提高放大器的THD+N性能指标,避免以低性能运行。
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