放大器和视频滤波器电路板的设计技巧

版图设计，都会引入无形的电容和电感。此外，流入电路板各处旁路电容的电流可能产生不同的路径，从而导致失真。因此，有些号称减少失真的技术其实是适得其反，与避免振荡的设计规则背道而驰。那么，在进行放大器或视频滤波器的版图设计时，为了保持全局平衡，减少失真和振荡，需要考虑到哪些事项呢？

首先我们来看看振荡器，在利用放大器直接驱动电容性负载时，负载会与放大器的输出阻抗会产生相位滞后，而相位滞后将导致脉冲尖峰或振荡。有些放大器能够直接驱动电容性负载，但有些放大器则需要在放大器的输出端增加一个小串联电阻

电阻

电阻，物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。电阻小的物质称为电导体，简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。 （Rs）来提高放大器的稳定性和建立时间（settling time）性能。

图1：在输出端增加Rs提高稳定性。

图2给出了驱动传输电缆

电缆

电缆是一种用以传输电能信息和实现电磁能转换的线材产品。既有导体和绝缘层，有时还加有防止水份侵入的严密内护层，或还加机械强度大的外护层，结构较为复杂，截面积较大的产品叫做电缆。 [全文]

（如同轴电缆）的典型电路配置图。电阻Rs和RL应该等于电缆的特征阻抗（Zo），而电容C应该可被用来在更大的频率范围对电缆进行匹配，以对随频率提高而增加的放大器输出阻抗进行补偿。

图2：驱动电缆或传输线的典型电路图。

高频放大器很容易受电路布局所致失真的影响，即使是低频放大器（比如音频放大器)
 

音频放大器

音频放大器已经有快要一个世纪的历史了，最早的电子管放大器的第一个应用就是音频放大器。然而直到现在为止，它还在不断地更新、发展、前进。主要因为人类的听觉是各种感觉中的相当重要的一种，也是最基本的一种。为了满足它的需要，有关的音频放大器就要不断地加以改进。也具有非常严格的失真要求。总谐波失真（THD）是音频质量的主要指标，因此，减少版图引起的失真十分关键。

失真的一个重要原因是PCB中的接地电流效应。这种效应来自于流入每个电源和各电源旁路电容的电流，该电流与路径的电导率成比例。各个路径都存在不同的传导性，从而导致失真。因为即使PCB本身的材料是线性的，电路板的行为也会表现出"空间非线性"特性。这是因为旁路电容分布在电路板的不同位置，导致接地电流沿不同的路径流入各个旁路电容。路径不同导致接地电流流经的接地电阻输入一端的电压受到影响，而另一端则不会。结果是输入信号电压被不均衡地调整，导致非线性的产生。在这种情况下，如果一个极性被调节，而另一个却没有，就会造成二次谐波失真。换一句话说，如果只有正弦波的一个极性被调节，结果将不再是正弦波，这种失真的影响是显而易见的。为了避免失真，设计人员可以使用共有接地点并在输出端采用接地旁路电容。

高频电路板版图设计的主要规则是使高频旁路电容尽可能靠近封装的电源引脚。不过，经验证明，稍微延长高频旁路电容的连接走线可以提高平坦度和差分增益，从而减少失真。设计规则当然有益，而设计人员的实践经验也十分有用，可以确保规则与实际的一致性。

在电路板上设计视频滤波驱动器时，很重要的一点是，应该把输入耦合电容和端接电阻靠近输入引脚放置，以获得最佳信号完整性。在这种配置中，采用0.1uF陶瓷电容

陶瓷电容

用高介电常数的电容器陶瓷〈钛酸钡一氧化钛〉挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。它又分高频瓷介和低频瓷介两种。具有小的正电容温度系数的电容器，用于高稳定振荡回路中，作为回路电容器及垫整电容器。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用，或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。这种电容器不宜使用在脉冲电路中，因为它们易于被脉冲电压击穿。

来对输入信号进行AC耦合。如果输入信号不低于接地电位，钳位电路不激活；但若输入信号低于接地电位，则钳位电路会把同步端最低电压设置为恰好低于接地电位。钳位电路设置的输入电平，结合内部DC偏移量，将使输出信号保持在可接受的范围之内，大约在250mV左右。这种钳位特性还允许参考电平为地的DAC输出直接驱动直流耦合输入。

为了获得最高的输出信号质量，串联端接电阻必须尽可能靠近器件的输出引脚放置。这将大大减少寄生电容和寄生电感对驱动器输出的影响。从器件引脚到串联端接电阻的距离不应该超过0.5英寸（见图3）。图4是作为多媒体设备中作为输出驱动器的视