Tipps zum Design von Audioverstärker-Leiterplatten

Ich werde einen Stereo-Audioverstärker mit TDA2030A entwerfen. Dies wird ein Verstärker sein, der mit 27,6 V DC und 12 W pro Kanal betrieben wird.

Gibt es Quellen, aus denen ich Richtlinien für das PCB-Design von Audioverstärkern lernen kann? Oder können Sie einige Tipps geben?

Ich begrüße Ihren Wunsch zu lernen, anstatt das Referenzdesign blind zu kopieren. Ich denke, ich bin die 2% der Ingenieure, auf die sich Kortuk bezieht. Ich kann mir ein Referenzdesign ansehen, aber ich werde es nicht nur befolgen. Ich versuche zu verstehen, was die wichtigen Punkte sind und warum sie das getan haben, was sie getan haben, und stelle dann sicher, dass diese berücksichtigt werden, wenn ich sie für mein Design als zutreffend erachte. Datenblätter werden oft isoliert geschrieben, und jedes echte Design weist andere Kompromisse und Probleme auf, die berücksichtigt werden müssen. Ich würde sagen, dass 98% der guten Ingenieure nicht einfach die Datenblattbeispiele kopieren. Natürlich müssen Sie das Datenblatt sorgfältig lesen und sicherstellen, dass Sie verstehen, was sie über bestimmte Anforderungen des Teils sagen.

Also, um deine Frage zu beantworten. Die Eigenschaften von Audio sind, dass es eine niedrige Frequenz, aber ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis ist. Das heißt, Sie müssen sich keine Gedanken über Übertragungsleitungseffekte und dergleichen machen. Sie müssen jedoch über jeden kleinen Ort nachdenken, an dem Lärm auftreten kann, und versuchen, ihn auf möglichst viele Arten zu verhindern. Separate Filter für die Stromversorgung eines IC sind eine gute Idee, so etwas wie ein kleiner Ferrit in Reihe und eine Kappe, die direkt am Chip geerdet werden kann. Dies gilt für alles, was die endgültige Ausgangsleistung nicht verarbeitet. Dies erfordert eine niederohmige Verbindung zum Netzteil.

Die kapazitive Kopplung an Signalspuren muss berücksichtigt werden. Dies kann beim Routing gehandhabt werden, und manchmal routen Sie zusätzliche Bodenspuren nur aus diesem Grund um einen Signalpfad. Es hilft, die Impedanz der Signalnetze niedrig zu halten, aber das ist nicht immer möglich. Halten Sie die empfindlichen Spuren von Spuren mit großen Spannungsschwankungen fern, wie z. B. der endgültigen Ausgangsleistung. Halten Sie das Netzteil so gut wie möglich von Signalspuren fern. Schließlich muss das Netzteil die Schaltung mit Strom versorgen, aber stellen Sie sicher, dass sie gut gefiltert ist, bevor sie dort ankommt, damit es keine Quelle für kapazitives Rauschen ist. In einigen Fällen müssen Sie die induktive Kopplung zwischen Spuren in Betracht ziehen, aber das ist normalerweise nicht so wichtig wie die kapazitive Kopplung, insbesondere wenn Sie die Hochstrom-Endausgangsspuren von den empfindlichen Eingangsspuren fernhalten.

Eine weitere Geräuschquelle ist die externe Kopplung von der Netzfrequenz oder von Radiosendern. Stromgeräusche fernzuhalten ist einer der wenigen Orte, an denen ein Schild tatsächlich eine gute Idee sein kann. Das Einsetzen der Schaltung in eine Metallbox, die an einer Stelle mit der Signalmasse verbunden ist, ist ein guter Anfang. Einfache RC-Tiefpassfilter, die weit über der Audiofrequenz, aber immer noch weit unter dem Radio liegen, helfen dabei, die Funkaufnahme gering zu halten. Beispielsweise wirkt sich ein RC-Pol im Bereich von 50 bis 100 kHz nicht auf Audio aus, sondern dämpft sogar AM-Radio.

Es gibt viel mehr Details, und es gibt wahrscheinlich ganze Bücher darüber, aber dies sollte Ihnen einen Ausgangspunkt geben. Ein guter Weg, um zu lernen, besteht darin, diese Dinge auszuprobieren, dann mit ihnen herumzuspielen und zu sehen, wie sie sich auf die Ausgabe auswirken.

Starter für 10:

Mäßig

Maxim - goodish - 4pp

Maxim - Halten Sie RF von Ihrem Audio fern

TI - Gute Audioqualität in tragbaren Geräten erzielen - gute
PDF-Version von ame

IBEX - nützlich

Richtlinien für das Layout von Audio-Leiterplatten. Auf einen bestimmten IC ausgerichtet, aber nützlich. Lädt ein nützliches PDF über den Google-Suchlink herunter - absolute Adresse unbekannt. Nützlich

Wie man viele, viele, viele mehr bekommt ... => woher all das oben Genannte kam

111014 - TI Leiterplatten-Layout-Techniken
~ = 30-seitiges Kapitel aus ihrem Buch "Opamps für alle".

Beeindruckend!
464-seitiges TI-Buch Operationsverstärker für alle - enthält das obige Kapitel zum Leiterplattendesign.
Dies kann Version eins sein. Sie können aber Version 2 im Web für etwa 60 US-Dollar.

Oder Sie können Version drei von den vielleicht aufrichtigen und moralischen Sanftmütigen hier Kapitel für Kapitel online für etwa 30 USD / Kapitel oder etwa 5600 USD für das Buch kaufen . Ich bin mir überhaupt nicht sicher, warum jemand ihnen sein Geschäft geben möchte.

Das Wichtigste, was Sie über Audio-PCB-Layouts wissen sollten, ist, dass Kupfer kein perfekter Leiter ist. Es hat einen geringen Widerstand, und ein Strom, der durch eine Spur fließt, induziert kleine Spannungsunterschiede an verschiedenen Punkten entlang dieser Spur. Wenn Sie ein Netzteil haben, das starke Ströme durch eine Erdungsspur ableitet, und dann ein Signal unter Verwendung eines anderen Punkts auf dieser Spur als Erdungsreferenz verstärken, wird Ihrem Signal jegliches Rauschen in der Stromversorgung hinzugefügt.

http://www.aikenamps.com/StarGround.html

Wenn Sie mit einem Verstärker mit Differenzeingang arbeiten, führen Sie die Erdungsspur dorthin zurück, wo das Signal herkommt, ohne etwas anderes zu berühren. Erden Sie es nicht nur lokal an der Masse der Endstufe. Es ist die Referenz für das Signal und sollte nur mit der Masse der Quelle verbunden werden, damit Spannungsunterschiede zwischen der Masse der Quelle und des Verstärkers vom Diff-Verstärker ausgeglichen werden.

Spuren mit nichts als hohen Impedanzen, die sie mit anderen Schaltkreisen verbinden, können Störungen leicht aufnehmen. Wenn Sie die Wahl haben, ist dieses Op-Amp-Layout im Allgemeinen:

▷ ————————— [MΩ] - ▷

ist besser als das:

▷ - [MΩ] ————————— ▷

Da das letztere eine lange Spur mit einer Impedanz von> MΩ an beiden Enden hat, die es für eine kapazitive Kopplung öffnet, während das erstere eine lange Spur hat, die durch den niederohmigen Ausgang des Operationsverstärkers "steif" gehalten wird, so dass eine Kopplung von einem höheren erfolgt -impedanzquelle in die Spur hat keine große Wirkung.