Wskazówki dotyczące projektowania płytki wzmacniacza audio

Mam zamiar zaprojektować stereofoniczny wzmacniacz audio z TDA2030A. Będzie to wzmacniacz, który będzie zasilany z 27,6 V DC i 12 W na kanał.

Czy są jakieś źródła, z których mogę nauczyć się wytycznych dotyczących projektowania płytek drukowanych dla wzmacniaczy audio? Czy możesz podać jakieś wskazówki?

— abdullah kahraman
źródło

Arkusz danych zawiera układ płytki drukowanej. Dlaczego tego nie użyć? Użyłem tego wzmacniacza w projekcie i nie miałem żadnych problemów z płytką drukowaną.

— Leon Heller

Nie chcę po prostu używać go bezpośrednio, chcę się uczyć, aby móc projektować również z innymi układami.

— abdullah kahraman

@abdullahkahraman, powiedziałbym, że 98% praktykujących inżynierów, których znam, używa projektu referencyjnego. Musisz wybrać swoją specjalizację i opanować ją, żaden inżynier nie projektuje płytki, układu, oprogramowania układowego, oprogramowania i sam przeprowadza wszystkie testy regularnie, aby dostać produkty przez rurę, trzeba czekać wiecznie. Jednak dobrze, jeśli próbujesz dowiedzieć się więcej.

— Kortuk

Cóż, nie wiem, co powiedzieć, jestem tylko świeżym inżynierem, więc chcę się wszystkiego nauczyć, nie sądzę, że na tym poziomie muszę się na czymś specjalizować, ponieważ nie jestem zbyt głęboki, moja opinia. Jednak później oczywiście będę specjalizować się w czymś, co najbardziej lubię w pracy.

— abdullah kahraman

111014 - Techniki układu płytek drukowanych TI ~ = 30-stronicowy rozdział z ich książki „Opamps for all”.

— Russell McMahon

Odpowiedzi:

Pochwalam twoją chęć nauki zamiast ślepego kopiowania projektu referencyjnego. Chyba jestem 2% inżynierów, o których wspomina Kortuk. Mogę spojrzeć na projekt referencyjny, ale nie zamierzam go po prostu stosować. Staram się zrozumieć, jakie są ważne punkty i dlaczego zrobili to, co zrobili, a następnie włączam je, jeśli uznam, że mają one zastosowanie do mojego projektu. Arkusze danych są często pisane osobno, a każdy prawdziwy projekt ma inne kompromisy i problemy, które należy wziąć pod uwagę. Powiedziałbym, że 98% dobrych inżynierów nie kopiuje tylko przykładów z arkusza danych. Oczywiście musisz uważnie przeczytać arkusz danych i upewnić się, że rozumiesz, co mówią o określonych potrzebach części.

Aby odpowiedzieć na twoje pytanie. Cechą charakterystyczną audio jest to, że jest to niska częstotliwość, ale wysoki stosunek sygnału do szumu. Oznacza to, że nie musisz się martwić efektami linii transmisyjnej itp. Musisz jednak pomyśleć o każdym miejscu, w którym może się pojawić hałas, i starać się temu zapobiec na jak najwięcej sposobów. Oddzielne filtry zasilające dowolny układ scalony to dobry pomysł, coś w rodzaju małego ferrytu w szeregu i nasadki do uziemienia bezpośrednio na chipie. Dotyczy to wszystkiego, co nie obsługuje ostatecznej mocy wyjściowej. To wymaga połączenia o niskiej impedancji z zasilaczem.

Należy uwzględnić sprzężenie pojemnościowe ze śladami sygnałów. Można to załatwić podczas trasowania, a czasem z tego powodu kierujesz dodatkowe ślady gruntu wokół ścieżki sygnałowej. Utrzymanie niskiej impedancji sieci sygnałowych pomaga, ale nie zawsze jest to możliwe. Trzymaj wrażliwe ślady z dala od śladów przy dużych wahaniach napięcia, takich jak końcowa moc wyjściowa. Najlepiej utrzymuj zasilacz z dala od śladów sygnału. W końcu zasilacz musi zasilić zespół obwodów, ale upewnij się, że jest dobrze filtrowany, zanim dojdzie do tego, że nie jest źródłem szumu pojemnościowego. W niektórych przypadkach należy rozważyć sprzężenie indukcyjne między śladami, ale zwykle nie jest to tak duże, jak sprzężenie pojemnościowe, zwłaszcza jeśli utrzymujesz wysokie natężenie prądu wyjściowego z dala od wrażliwych śladów wejściowych.

Innym źródłem hałasu jest sprzężenie zewnętrzne z częstotliwości linii elektroenergetycznej lub stacji radiowych. Trzymanie się z dala od szumu linii energetycznej jest jednym z niewielu miejsc, w których tarcza może być dobrym pomysłem. Dobrym początkiem jest umieszczenie obwodu w metalowej skrzynce, która jest przywiązana do uziemienia sygnału w jednym miejscu . Proste filtry dolnoprzepustowe RC znacznie powyżej częstotliwości audio, ale wciąż znacznie poniżej radia pomagają utrzymać niski poziom odbioru radia. Na przykład jeden biegun RC w obszarze 50-100 kHz nie będzie miał wpływu na dźwięk, ale osłabi nawet radio AM.

Jest o wiele więcej szczegółów i prawdopodobnie napisano na ten temat całe książki, ale to powinno dać ci początek. Dobrym sposobem na naukę jest wypróbowanie tych rzeczy, a następnie pobaw się nimi i zobacz, jak wpływają na wynik.

— Olin Lathrop
źródło

Wiem, że wielu to robi. Spędziłem dużo czasu ucząc się technik projektowania PCB, więc nie obejmowałbym siebie, ale okazało się, że jestem wyjątkiem, a nie regułą. Zakładam, że wielu naszych najlepszych użytkowników jest w ten sam sposób.

— Kortuk

98% złych inżynierów nie kopiuje również przykładów z arkusza danych. Poważnie chciałbym, żeby to zrobili. Zaoszczędziłoby mi to dużo czasu i bólów głowy, sprzątając ich okropne układy. Jeśli nie wiesz, co robisz, skopiuj ten cholerny przykład tak dokładnie, jak to możliwe. Kiedy nauczysz się, dlaczego to się robi tak jest, wówczas można go zmodyfikować.

— endolith,

Starter na 10:

Umiarkowany

Maxim - goodish - 4pp

Maxim - utrzymywanie RF poza dźwiękiem

TI - Osiągnij dobrą jakość dźwięku w urządzeniach przenośnych - dobra
wersja PDF ame

IBEX - przydatny

Wytyczne dotyczące układu audio na płytce drukowanej. Ukierunkowane na konkretny układ scalony, ale przydatne. Pobiera przydatny plik PDF za pośrednictwem linku wyszukiwania Google - nieznany adres bezwzględny. Przydatny

Jak zdobyć wiele, wiele więcej ... => skąd pochodzą wszystkie powyższe

111014 - Techniki układu płytek drukowanych TI
~ = 30-stronicowy rozdział z ich książki „Opamps for all”.

Łał!
464 strony TI book Op Amps dla każdego - zawiera powyższy rozdział dotyczący projektowania płytek drukowanych.
Może to być wersja pierwsza. Możesz tylko wersję 2 w Internecie za około 60 USD.

Lub możesz kupić wersję trzecią od być może uczciwych i moralnych dżentelmenów tutaj, rozdział na raz w Internecie za około 30 USD za rozdział lub około 5600 USD za książkę. Zupełnie nie jestem pewien, dlaczego ktokolwiek chciałby dać im swój biznes.

— Russell McMahon
źródło

Dzięki Russell! Czy wyszukiwarka Google już wcześniej sprawdzała wszystkie te źródła? Szukałem notatek AP lub książek, a może czegoś więcej jak link do pierwszej maksymy. Jednak Google nie dał mi dużej satysfakcji.

— abdullah kahraman

Aha - fantomowy anonimowy downvoter znów mnie śledzi :-). Wyłania się pewien wzór. A może powiesz, co jest nie tak z czymś, co inni entuzjastycznie oceniają, abyśmy wszyscy mogli się czegoś nauczyć?

— Russell McMahon

Nie widzę też żadnego uzasadnionego powodu, aby głosować negatywnie, więc dodałem głos pozytywny, aby go anulować. Sądzę również, że ci, którzy głosują za głosowaniem, powinni wyjaśnić, jaki jest ich sprzeciw, z wyjątkiem rażących przypadków.

— Olin Lathrop,

Nie obwiniaj mnie, jestem zwolennikiem.

— abdullah kahraman

Najważniejszą rzeczą do zrozumienia w układach audio PCB jest to, że miedź nie jest doskonałym przewodnikiem. Ma niewielką rezystancję, a prąd przepływający przez ślad wywoła niewielkie różnice napięcia w różnych punktach wzdłuż tego śladu. Jeśli masz zasilacz odprowadzający ciężkie prądy przez ślad uziemienia, a następnie wzmocnisz sygnał, używając innego punktu na tym śladzie jako odniesienia uziemienia, wszelkie zakłócenia w zasilaczu zostaną dodane do twojego sygnału.

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

Jeśli pracujesz ze wzmacniaczem, który ma wejście różnicowe, uruchom ślad uziemienia z powrotem tam, skąd dochodzi sygnał, nie dotykając niczego innego. Nie uziemiaj go lokalnie do uziemienia wzmacniacza. Jest to odniesienie dla sygnału i powinno być podłączone tylko do uziemienia źródła, aby każda różnica napięcia między źródłem a uziemieniem wzmacniacza została zniesiona przez wzmacniacz różnicowy.

Ślady z niczym innym, jak tylko wysokimi impedancjami łączącymi je z innymi obwodami, łatwo wychwycą zakłócenia. Ogólnie rzecz biorąc, jeśli masz wybór, ten układ wzmacniacza operacyjnego:

▷ ————————— [MΩ] - ▷

jest lepszy niż to:

▷ - [MΩ] ————————— ▷

Ponieważ ten drugi ma długi ślad z impedancją> MΩ na obu końcach, otwierając go do sprzężenia pojemnościowego, podczas gdy ten drugi ma długi ślad utrzymywany „sztywny” przez niską impedancję wyjściową wzmacniacza operacyjnego, tak że sprzężenie z wyższym - źródło impedancji w śladzie nie przyniesie większego efektu.

— endolit
źródło