如何为运算放大器布设电路板

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在电路设计过程中，应用工程师往往会忽视印刷电路板(PCB)的布局。通常遇到的问题是，电路的原理图是正确的，但并不起作用，或仅以低性能运行。在本篇博文中，我将向您介绍如何正确地布设运算放大器的电路板以确保其功能、性能和稳健性。

我与一名实习生最近在利用增益为2V/V、负荷为10kΩ、电源电压为+/-15V的非反相配置OPA191运算放大器进行设计。当时，我意识到电路板布局并不像我想象的那样直观；我应该为他做一些更详细的指导。他在设计时完全遵从了我们的建议，缩短了走线路径，并将各部件紧密地排布在一起。但这种布局还可以进一步改善，从而减小电路板寄生阻抗并优化其性能。

我们所做的首项改进是将电阻R1和R2移至OPA191的倒相引脚（引脚2）旁；这样有助于减小倒相引脚的杂散电容。运算放大器的倒相引脚是一个高阻抗节点，因此灵敏度较高。较长的走线路径可以作为电线，让高频噪音耦合进信号链。倒相引脚上的PCB电容会引发稳定性问题。因此，倒相引脚上的接点应该越小越好。

将R1和R2移至引脚2旁，可以让负荷电阻器R3旋转180度，从而使去耦电容器C1更贴近OPA191的正电源引脚（引脚7）。让去耦电容器尽可能贴近电源引脚，这一点极其重要。如果去耦电容器与电源引脚之间的走线路径较长，会增大电源引脚的电感，从而降低性能。

我们所做的另一项改进在于第二个去耦电容器C2。不应将VCC与C2的导孔连接放在电容器和电源引脚之间，而应布设在供电电压必须通过电容器进入器件电源引脚的位置。

图3显示了移动每个部件和导孔从而改善布局的方法。

下一次当您布设印刷电路板时，务必遵循以下布设惯例：

• 尽量缩短倒相引脚的连接。
• 让去耦电容器尽量靠近电源引脚。
• 如果使用了多个去耦电容器，将最小的去耦电容器放在离电源引脚最近的位置。
• 不要将导孔置于去耦电容和电源引脚之间。
• 尽可能扩宽走线路径。
• 不要让走线路径上出现90度的角。
• 灌流至少一个坚实的接地层。
• 不要为了用丝印层来标示部件而舍弃良好的布局。