问:在上一期《对话》中，您向我们介绍了简单电阻器的一些问题。[更多内容将在以后的问题中出现。]肯定有一些组件的行为完全符合我的预期。一根电线怎么样?

答:甚至没有。你大概希望你的电线或长度的PC轨道作为导体。但是室温超导体还没有被发明出来，所以任何一块金属都可以作为一个低值电阻(也有电容和电感)，它对你的电路的影响必须考虑。

问:在小信号电路中，短铜线的电阻不重要吗?

a .考虑一个输入阻抗为5kohms的16位a/d转换器。假设信号导体到它的输入由10厘米的典型PC轨道组成——0.25毫米(0.010“)宽，0.038毫米(0.0015”)厚。在室温下，这将具有约0.18欧姆的电阻，略小于2 × 2(-16)的5欧姆;这引入了满量程2 LSB的增益误差。

有人可能会说，如果PC音轨做得更宽，这个问题就会减少——事实上，在电路中，使用宽音轨总是更好的;但许多布局起草人(和PC设计程序)更喜欢最小宽度的轨道信号导体。在任何情况下，特别重要的是计算轨迹电阻及其在每个可能导致问题的位置的影响。

问:电路板底部轨道与金属的额外宽度的电容不会造成问题吗?

答:很少。尽管PC轨道的电容很重要(即使在设计用于低频的电路中，因为低频电路可以寄生在高频上振荡)，并且应该始终进行评估，但如果以前不存在，则更宽轨道的额外电容不太可能引起问题。如果有问题，可以去除小面积的接地面，以降低接地电容。

Q.等等!什么是地平面?

答:如果PCB的一整面(或多层PCB的一整层)由连续的铜组成，作为地线，则称为“接平面”。它将具有最小的电阻和电感的任何接地配置。如果系统使用地平面，则不太可能遭受地噪声问题。

问:听说地面飞机很难制造。

答:20年前，这种说法有一定道理。今天，PC胶粘剂、抗焊剂和波峰焊技术的改进使地平面PCB的制造成为一种常规操作。

问:你说使用接地平面的系统“不太可能”受到地面噪音问题的困扰。还有哪些地面噪音问题没有解决?

a .有地噪声的系统的基本电路如图所示。即使有一个地平面，电阻和电感也不会为零，如果外部电流源足够强，它会破坏精度信号。

通过安排PCB，使大电流不会在接地电压会破坏精确信号的区域流动，从而使问题最小化。有时，接地面上的断路或缝隙会使大的接地电流从敏感区域转移，但接地面上的断路也会使信号重新进入敏感区域，因此必须谨慎使用该技术。

问:我怎么知道接地面上有哪些电压降?

A.它们通常应该被测量;然而，有时可以通过地平面材料的电阻(标准1盎司铜的电阻为0.45 mohm /square)和电流流过的长度来计算它们，但计算可能会很复杂。在直流和低频(DC -50 kHz)，可以用仪表放大器(如AMP-02或AD620)测量电压降。

放大器的增益设置为1000，并连接到增益为5 mV/div的示波器。放大器可以由与被测电路相同的电源供电，也可以由它自己的电源供电，但是放大器的接地、它的电源是分开的，示波器必须在电源处连接到被测电路的电源接地上。

接平面上任意两点之间的电压可以通过将探头施加到这些点上来测量。放大器增益和示波器灵敏度相结合，测量灵敏度为5µV/div。放大器噪声将使示波器迹线膨胀到约3 μ V宽的频带，但仍有可能以约1 μ V的分辨率进行测量，足以识别大多数低频地面噪声问题;确诊是治愈的80%

问:做这个测试有什么注意事项吗?

A.任何穿过探针导线的交变磁场都会在其中感应电压。这可以通过将探头短路在一起(并电阻接地以提供偏置电流路径)并观察示波器走线来测试;通过重新定位引线或采取措施消除磁场，可以使感应拾取产生的交流波形最小化。还要保证放大器的接地与系统接地相连接;没有这种连接放大器，没有返回路径的偏置电流不能工作;接地也确保这种连接不会干扰被测量的电流分布。

问:如何测量高频地噪声?

a .很难制造出合适的宽频带仪表放大器，所以在HF和VHF时采用无源探头更为合适。这包括一个铁氧体环形线圈(6- 8mm外径)与两个线圈，每个6-10匝。一个线圈连接到频谱分析仪的输入端，另一个连接到探头，构成高频隔离变压器。

该测试与低频测试类似，但频谱分析仪将噪声显示为幅频图。虽然这与时域信息不同，但噪声源的频率特征可能更容易识别;此外，使用频谱分析仪比使用宽带示波器提供至少60 dB的灵敏度。

问:导线的电感是多少?

在较高的频率下，导线和pc轨道引线的电感不应被忽视。下面是计算直线和导线电感的一些近似方法。

例如，1厘米的0.25毫米轨道的电感为10 nH。

但是，与杂散磁通切割电感回路和感应电压相比，感抗通常不是一个问题;回路面积必须最小化，因为电压与它成正比。在有线电路中，使用双绞线很容易做到这一点。

在电路板中，引线和返回路径应该靠近在一起;很小的布局变化往往会使效果最小化。

在这个电路中，互感将能量从高电平源A耦合到低电平电路B。

减小面积和增加间距将使效果最小化。

通常，所需要做的就是最小化环路面积，最大化潜在干扰环路之间的距离。偶尔需要磁屏蔽，但价格昂贵且容易造成机械损伤;尽可能避免它。

参考电路

最佳对话1967-1991。诺伍德MA:设备(1991)，pp. 120-129, 193-195。包含许多额外的参考资料。

混合信号设计研讨会笔记。诺伍德MA:设备(1991)。包含额外的参考资料。