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在电路设计中，应用工程师往往忽略印刷电路板(PCB)的布局。通常情况下，电路的原理图是正确的，但不工作，或可能降低性能。在这篇文章中，我将向您展示如何正确地布局运算放大器(OP Amp)电路PCB，以确保功能、性能和健壮性。 一个实习生和我最近一起设计了一个使用OPA 191运放采用非逆变结构，增益为2V/V，Ω负载为10k，电源电压为+/-15V。图1显示了设计原理图。 图1：OPA 191在非颠倒的配置中 我给实习生布置了这个设计的PCB。我给了他一些布局多氯联苯的一般指导方针-尽可能短的痕迹和保持组件紧密在一起，以尽量减少板的空间-并让他的方式。有多难？只是几个电阻和几个电容器，对吧？图2显示了布局的第一次尝试。红线是在顶层路由的痕迹，蓝线是在底层路由的痕迹。 
图2：首次布局尝试那时，我意识到PCB布局并不像我想象的那样直观，我应该更详细地了解指南。他做了我建议的每一件事，保持痕迹相对较短，部件紧密相连。然而，布局可以改进，以降低PCB寄生阻抗和优化性能。 我们所做的第一个改进是将r1和r2移到倒置引脚(PIN 2)旁边。OPA 191这将有助于降低倒置针上的杂散电容。运算放大器的倒置引脚是一个高阻抗的节点，因此是“敏感的”。长轨迹可以充当天线，允许高频噪声耦合到信号链中.反向引脚上的PCB电容会引起稳定性问题。因此，倒置销上的连接应尽可能小。 在销2旁边移动r1和r2可以使负载电阻r3旋转180度，从而使去耦电容器c1更接近于正电源销(P7)。OPA 191。尽可能地将去耦电容器放置在电源引脚附近是非常重要的。在去耦电容和电源引脚之间有长的跟踪，在电源引脚上增加电感，从而降低性能。 我们做的另一个改进是关于第二个去耦电容器C2。通孔连接-VCC和C2不应放在电容器和电源销之间；在进入设备的电源销之前，电源电压必须通过电容器的位置。 图3显示了如何移动每个组件并通过它来改进布局。 图3：改进布局的组件位置 即使在将组件移动到新位置之后，仍然有可能进行额外的改进。您可以使痕迹尽可能宽，以减少痕迹的电感-约大小的垫，跟踪将连接。另一种方法是在顶层和底层浇灌地面。这将为返回电流创建一个坚实的、低阻抗的路径. 图4显示了我们的最终布局。 图4：最终布局 下次在布局PCB时，请确保遵循所有这些布局实践： - 使连接到倒置销尽可能短。
- 尽可能地将去耦电容器放置在电源引脚附近。
- 如果使用多个去耦电容器，则将最小的去耦电容器放置在离电源销最近的地方。
- 不要在去耦电容器和电源引脚之间放置孔洞。
- 留下尽可能宽的痕迹。
- 不要用90度的角度追踪痕迹.
- 倒入至少一个坚实的地面平面。
- 不要牺牲良好的布局来给组件贴上丝网标签。
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发表于 2020-3-25 10:13:44
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