왜 저항과 커패시터를 서로 쌓을까요?


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전임자로부터 충전 증폭기 / 형상 회로를 물려 받았습니다. 전류-전압 변환으로 저역 통과 필터를 만들고 싶을 때 다음과 같은 표준 회로를 사용했습니다.

개략도

이 회로 시뮬레이션CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도

그는 R9C11을 위한 단일 풋 프린트를 만들고 다음 과 같이 서로 위에 납땜 할 것입니다.

스택 피드백 구성 요소가있는 PCB

이런 식으로 회로를 설계 한 이유는 무엇입니까? 나는이 특별한 기술을 다른 곳에서는 보지 못했습니다. 내 눈에는 조립 관점과 커패시터의 피드백 경로를 최소화하는 데 문제가 있습니다. 가치있는 것은 회로가 매우 짧은 (~ 4ns) 펄스를 처리하는 것입니다.


편집 : 통찰력있는 의견에 감사드립니다! 이 회로의 기본 개념은 실제로이 경우 PIN 다이오드 에 의해 생성 된 펄스를 넓히는 것 입니다. 커패시터는 COG +/- 10 %입니다.

이 회로에 대한 혼란을 넓히기 위해 스택에 의해 기생이 바뀌는 것에 동의합니다. 그러나 커패시터와 저항이 모두 0603이라는 것을 언급해야합니다 (그림에서 명확하지 않은 경우). 디자이너가 기생에 대해 염려한다면 그의 첫 단계는 구성 요소 크기를 줄이는 것이었을 것입니다.

이사회와 관련된 다른 문제를 수정하고 있으며이 스태킹 비즈니스에서 중요한 것을 놓치지 않고 싶었습니다. 유용한 통찰력에 다시 한번 감사드립니다.


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이것이 부유 인덕턴스를 다루는 방법이다.
Ignacio Vazquez-Abrams

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회로의 코너 주파수는 40kHz입니다. 스트레이 인덕턴스가 여기서 문제가되지 않는다고 생각합니다. 그러나 4pF로 설계된 커패시턴스를 고려하면 부유 커패시턴스를 최소화하는 것이 의도 된 것일 수 있습니다. 또한 이러한 부품 아래의 접지 컷 아웃 및 연결 와이어와 같은 레이아웃 기능을주의 깊게 살펴 보겠습니다.
광자

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@EugeneSh., 실크 스크린에는 두 명의 지정자가 있습니다.
광자

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첫 번째 문제는 OPA846이 7 이하의 이득에서 안정적이지 않다는 것입니다. "소위"전류 소스에 대한 세부 사항 없이는이 질문이 나에게 보이지 않습니다. 아마도 엔지니어는 다른 이유로 사용했던 디자인에서이 기술을 "학습"했을 것입니다.
Andy 일명

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@Seth-광 다이오드에는 3000pF 자체 정전 용량이 있으며 이는 회로를 설계 한 엔지니어가 자신이 무엇을하고 있는지 전혀 모른다는 것을 의미합니다. 4pF 값이 잘못되고 회로의 노이즈 값이 실제로 나빠질 수 있습니다. 4pF는 훨씬 높아야하며 저항 위에 올려야 할 필요성이 없어졌다. 만약 포토 다이오드가 ~ 40 pF라면 아마도 이유가있을 수 있지만 3000 pF 일 때는 그렇지 않습니다 !!!
Andy 일명

답변:


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40kHz를 잊어 버리십시오.이 회로는 매우 높은 주파수에서 발진하는 것을 정말로 좋아합니다. 피드백 저항은 몇 pF에 비해 고주파에서 거의 개방되어 있고 (1M) 증폭기의 이득 대역폭은 1.75GHz 입니다. 그런 점에서 포토 다이오드 트랜스 임피던스 증폭기와 유사합니다. 더 중요한 것은 매우 높은 주파수의 입력을 측정하는 것입니다.

그가 반전 입력 및 4pF 캡에서 스트레이 커패시턴스의 값 을 최소화 하고 제어 하고 싶다고 생각합니다 . 고주파수 (4ns 펄스 및 증폭기 롤오프에 의해 암시 됨)에서 이것은 기본적으로 용량 성 회로 출력 전압이며 시간에 따라 통합 된 입력 전류는 ~ 4pF로 나뉩니다. 4pF 피드백 (통합) 커패시터 (및 증폭기 입력 커패시턴스)는 트레이스 및 패드의 부유 커패시턴스보다 크지 않습니다 . 저항 자체도 커패시턴스에 1 %를 추가합니다 (0603 가정).

물론 이런 종류의 것은 때때로 '현상 개선'으로 나타납니다 (예를 들어 증폭기가 진동하여 캡이 피드백 저항 위에 붙어 있음).이 경우 분명히 의도적이었습니다.


이 회로가 트랜스 임피던스 증폭기의 역할을하고 구성 요소가 0603이라고 가정하면 정확합니다. 현재는 커패시터가 +/- 10 %이므로이 값이 불필요하고 0603 리드로 인해 1 % 만 추가한다고 생각합니다. 0402 (또는 저전력 소비를 감안할 때 0201)로 대체하여 추가로 줄일 수 있다고 생각합니까? 아니면 나머지 이점을 상상할 수 있습니까?
Seth

트레이스와 패드는 0603의 작은 엔드-투-엔드 커패시턴스보다 훨씬 더 많은 커패시턴스를 가질 수 있지만 이점이 실제로는 미미하다고 생각합니다.
Spehro Pefhany

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@ IgnacioVazquez-Abrams가 말했듯이, 이것은 불필요한 인덕턴스를 감소시켜 원치 않는 발진을 일으킬 수있는 일반적인 방법입니다. 실제로이 방법은 특히 과도한 인덕턴스 및 발진에 더 민감한 회로에서 자주 사용되는 것을 보았습니다. 간단히 말해서 필터 성능을 향상시킵니다.

표유 인덕턴스만큼 문제가되지 않는 저속 회로에서이 방법은 고밀도 설계에서 PCB의 공간을 절약하는 데 여전히 사용될 수 있습니다.

픽 앤 플레이스 기계가 실제로이 작업을 수행하도록 설계되어 있기 때문에 생산에는 이상적이지 않습니다. 이 작업은 수동으로 수행해야하므로 시간 요구 사항과 비용이 증가한다고 생각합니다.

특정 예에서는 그렇지 않지만이 방법을 사용하여 저항 / 용량 값을 트리밍 할 수도 있습니다. 저항이 너무 높으면 등가 저항을 줄이기 위해 다른 저항을 위에 놓을 수 있습니다. 마찬가지로 커패시터를 다른 커패시터 위에 놓으면 정전 용량이 증가합니다.


이 구조는 40kHz 코너 주파수의 필터에서 의미가 있습니까?
광자

흠, 아마도 공간 절약을위한 것일 수도 있습니다. 내 답변을 편집했습니다.
DerStrom8

어떤 이유로 4pF를 사용하기 때문에 정확해야합니다. 그렇지 않으면 대역폭은 미시간 달라집니다
그레고리 Kornblum

나는 RF 회로에서 smd 커패시터가 표준 절차로 이중 적층되는 것을 보았다. 하나를 다른 것 위에 수동으로 추가하는 노력은 적습니다. 나는 이쑤시개로 그 자리를 잡았다. 한쪽 끝을 납땜 한 다음 다른 쪽 끝을 납땜하여 강한 연결을 위해 양쪽을 납땜하십시오. 사진의 솔더는 주석 / 납 솔더와 같이 매우 반짝입니다.
Sparky256

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@ Sparky256 손으로하기가 어렵다고 말하는 것이 아니라 손으로해야한다는 사실 때문에 조립 공정에 필요한 시간과 비용이 증가한다는 것입니다.
DerStrom8
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