Dlaczego miałbyś ustawiać jeden na drugim opornik i kondensator?

21

Odziedziczyłem wzmacniacz / obwód kształtujący po moim poprzedniku. Kiedy chciał stworzyć filtr dolnoprzepustowy z konwersją prądu na napięcie, miał standardowy obwód, taki jak:

schematyczny

symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab

Zrobiłby jeden ślad dla R9 i C11 i przylutował je jeden po drugim w następujący sposób:

Płytka PCB ze stosami komponentów sprzężenia zwrotnego

Jakie miał powody, by zaprojektować obwód w ten sposób? Nigdzie indziej nie widziałem tej konkretnej techniki. Moim zdaniem wygląda to problematycznie, zarówno z punktu widzenia montażu, jak i minimalizacji ścieżki sprzężenia zwrotnego kondensatora. Ze względu na swoją wartość obwód ma radzić sobie z ekstremalnie krótkimi impulsami (~ 4ns).


Edycja: Dzięki za wnikliwe komentarze! Ideą tego obwodu jest rzeczywiście rozszerzenie impulsów generowanych w tym przypadku przez diodę PIN . Kondensator wynosi COG +/- 10%.

Aby rozwinąć moje zamieszanie związane z tym obwodem, zgadzam się, że pasożyty zmieniają się przez łączenie. Powinienem jednak wspomnieć, że zarówno kondensator, jak i rezystor mają wartość 0603 (jeśli nie było to wyraźnie widoczne na zdjęciu). Myślałem, że gdyby projektant martwił się pasożytami, jego pierwszym krokiem byłoby zmniejszenie rozmiaru komponentu.

Poprawiam kilka innych problemów z płytą i chciałem się upewnić, że nie umknęło mi coś krytycznego w tym biznesie stosowym. Jeszcze raz dziękuję za przydatne informacje.

Seth
źródło
1
To z pewnością sposób na radzenie sobie z bezpańską indukcyjnością ...
Ignacio Vazquez-Abrams
5
Obwód ma częstotliwość narożną 40 kHz. Nie wydaje mi się, żeby problemem była indukcja błądząca. Jednak biorąc pod uwagę pojemność 4 pF, minimalizacja pojemności błądzącej może być tym, co jest zamierzone. Przyjrzałbym się również uważnie funkcjom układu, takim jak wycięcia uziemienia poniżej tych części i przewody do nich łączące.
Photon
5
@EugeneSh., Z wyjątkiem tego, że sitodruk ma oba desygnatory.
Photon
2
Pierwszym problemem jest to, że OPA846 nie jest stabilny przy zyskach poniżej 7, więc bez szczegółów dotyczących tak zwanego obecnego źródła pytanie to wydaje mi się martwe. Bardziej prawdopodobne jest, że inżynier „nauczył się” tej sztuczki z projektu, który wykorzystywał ją z innego powodu.
Andy alias
2
@Seth - fotodioda ma pojemność 3000 pF, co oznacza, że ​​inżynier, który zaprojektował obwód, nie ma pojęcia, co robi - wartość 4 pF będzie błędna, a obwód będzie cierpiał z powodu naprawdę złych wartości szumu. 4 pF powinien być znacznie wyższy, a potrzeba umieszczenia go na oporniku jest teraz negowana. Jeśli fotodioda miała być może ~ 40 pF, to tak, może istnieć powód, ale nie kiedy jest 3000 pF !!!
Andy alias

Odpowiedzi:

16

Zapomnij o 40 kHz - ten obwód naprawdę lubi oscylować przy bardzo wysokiej częstotliwości - rezystor sprzężenia zwrotnego jest prawie otwarty (1M) przy wysokich częstotliwościach w porównaniu do kilku pF, a wzmacniacz ma iloczyn pasma wzmocnienia 1,75 GHz . Pod tym względem jest podobny do fotodiodowego wzmacniacza transimpedancyjnego. Co ważniejsze, mierzysz wejścia o bardzo wysokiej częstotliwości.

Wydaje mi się, że chce on zminimalizować, a także kontrolować wartość pojemności błądzącej na wejściu odwracającym i na czapce 4pF. Przy wysokich częstotliwościach (jak sugerują impulsy 4ns i wycofywanie wzmacniacza) jest to w zasadzie obwód pojemnościowy - napięcie wyjściowe to prąd wejściowy zintegrowany w czasie podzielony przez ~ 4pF. Kondensator sprzężenia zwrotnego 4pF (integrujący) (i pojemność wejściowa wzmacniacza) nie są znacznie większe niż pojemność błądząca ze śladów i padów. Nawet sam rezystor zwiększa pojemność o 1% (przy założeniu 0603).

Oczywiście tego rodzaju rzeczy czasami pojawiają się jako „wzmocnienie pola” (na przykład wzmacniacz oscyluje, tak że na opornikach sprzężenia zwrotnego utknęła pokrywa), ale w tym przypadku było to wyraźnie zamierzone.

Spehro Pefhany
źródło
Masz rację zakładając, że ten obwód działa jak wzmacniacz transimpedancyjny i że komponenty mają wartość 0603. Obecnie uważam, że jest to zbyteczne, ponieważ kondensator wynosi +/- 10% i dodajemy tylko 1% ze względu na przewody 0603. Wyobrażam sobie, że moglibyśmy to jeszcze bardziej zmniejszyć, zastępując 0402 (lub nawet 0201, biorąc pod uwagę rozpraszanie niskiej mocy), czy wyobrażasz sobie pozostałą korzyść?
Seth
Ślady i pady prawdopodobnie miałyby znacznie większą pojemność niż maleńka pojemność od końca do końca 0603, ale podejrzewam, że korzyści są w rzeczywistości marginalne.
Spehro Pefhany 27.07.16
6

Jak powiedział @ IgnacioVazquez-Abrams, jest to powszechna metoda zmniejszania indukcyjności błądzącej, która może prowadzić do niepożądanych oscylacji. W rzeczywistości widziałem tę metodę dość często, szczególnie w obwodach bardziej wrażliwych na nadmiar indukcyjności i oscylacje. Mówiąc najprościej, poprawia wydajność filtra.

W wolniejszych obwodach, w których indukcyjność błądząca może nie stanowić większego problemu, ta metoda może być nadal stosowana do oszczędzania miejsca na płytce drukowanej w projektach o dużej gęstości.

Z pewnością nie jest idealny do produkcji, ponieważ wątpię, czy maszyny Pick & Place są tak zaprojektowane. Wyobrażam sobie, że musiałoby to być wykonane ręcznie, co zwiększyłoby wymagania czasowe i koszty.

Chociaż nie ma to miejsca w twoim konkretnym przykładzie, tę metodę można również zastosować do przycięcia wartości rezystancji / pojemności. Jeśli rezystancja jest nieco za wysoka, można nałożyć na nią kolejny rezystor, aby zmniejszyć rezystancję równoważną. Podobnie, umieszczenie kondensatora na innym kondensatorze zwiększy pojemność.

DerStrom8
źródło
Czy ta konstrukcja ma sens w filtrze o częstotliwości narożnej 40 kHz?
Photon
Hmm, być może chodziło tylko o oszczędność miejsca. Zredagowałem swoją odpowiedź.
DerStrom8
To dlatego, że z jakiegoś powodu używają 4pF i muszą być dość dokładne. W przeciwnym razie przepustowość będzie się różnić mich
Gregory Kornblum
Widziałem kondensatory smd podwójnie ułożone w obwodach RF jako standardową procedurę. Praca ręcznego dodawania jednego na drugim jest niewielka. Trzymałem je na miejscu wykałaczką. Przylutuj jeden koniec, a następnie drugi, a następnie dodaj lut po obu stronach, aby uzyskać silne połączenie. Lut na zdjęciu wygląda bardzo błyszcząco, tak jak lut lutowany cyną / ołowiem.
Sparky256,
1
@ Sparky256 Nie mówię, że trudno to zrobić ręcznie, po prostu mówię, że fakt, że należy to zrobić ręcznie, zwiększa wymagany czas i koszty procesu montażu.
DerStrom8