绘制原理图时,人们总是认为系统接地回路(或GND)符号是理所当然的。
在原理图的每个角上都可以找到GND符号,该原理图假设不同的GND在印刷电路板(PCB)上的电位相同。
实际上,流经GND阻抗的电流会在PCB的GND连接之间产生电压差。
单端直流电路对这些GND电压差特别敏感,因为预期的单端电路可能会转换为差分电路,从而导致输出误差。
让我们以下面的标准同相放大器电路为例。
当输入电源VIN和输入电阻RI的GND电位相等时,适合熟悉的电路增益1 + RF / RI。
因此,100mV输入信号乘以10V / V增益等于1V输出。
在下图所示的电路中,电压源VGND2已插入输入电源GND和RIGND连接之间。
结果=修改后的传递函数+ VGND2电压×-RF / RI反相电路增益。
GND电位差为10mV可以将所需的1V输出降低90mV至0.91V。
与所需的1V输出相比,这相当于9%的相对误差。
在下面显示的电路中,当输出电压参考第三GND电位VGND3时,传递函数将受到进一步影响。
VGND3电压将直接从先前的输出传递函数中减去。
因此,与所需的1V输出相比,20mVVGND3电压可以将输出电压降至890mV,这相当于11%的误差。
使用适当的PCB布局技术可使电路的输入功率,输入电阻器和输出电压的GND处于相同的电势,这可以减少上述两个示例中的问题。
最好的解决方案是使用通用的“星形”标记。
GND方法,使重要的GND连接在物理上彼此靠近。
这将减小在GND连接之间产生的PCB阻抗,从而减小它们之间的任何电势差。
在下面显示的示例电路示意图和布局中,输入电源,输出电压和输入电阻的GND连接在PCB的顶层彼此相邻。
这样可以防止单端电路成为差分电路!简而言之,下次在出现直流电路性能问题时,请检查所有重要的GND连接的电势是否相等。
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