Consejos de diseño de PCB de amplificador de audio

Aplaudo tu deseo de aprender en lugar de copiar ciegamente el diseño de referencia. Supongo que soy el 2% de los ingenieros a los que se refiere Kortuk. Puedo mirar un diseño de referencia, pero no voy a seguirlo. Trato de entender cuáles son los puntos importantes y por qué hicieron lo que hicieron, luego me aseguro de incorporarlos si los considero aplicables a mi diseño. Las hojas de datos a menudo se escriben de forma aislada, y cualquier diseño real tiene otras compensaciones y problemas que deben tenerse en cuenta. Diría que el 98% de los buenos ingenieros no copian los ejemplos de las hojas de datos. Por supuesto, debe leer la hoja de datos detenidamente y asegurarse de comprender lo que dicen sobre las necesidades particulares de la pieza.

Entonces, para responder a tu pregunta. Las características del audio son que es de baja frecuencia pero con una alta relación señal/ruido. Eso significa que no tiene que preocuparse por los efectos de la línea de transmisión y similares. Sin embargo, debe pensar en cada pequeño lugar por el que pueda entrar el ruido y tratar de evitarlo de la mayor cantidad de formas posible. Filtros separados en la alimentación de cualquier IC es una buena idea, algo así como una pequeña ferrita en serie y una tapa para conectar a tierra justo en el chip. Esto es para cualquier cosa que no maneje la potencia de salida final. Eso necesita una conexión de baja impedancia a la fuente de alimentación.

Se debe considerar el acoplamiento capacitivo en las trazas de la señal. Esto se puede manejar en el enrutamiento y, a veces, enruta rastros de tierra adicionales alrededor de una ruta de señal solo por este motivo. Mantener las redes de señal de baja impedancia ayuda, pero eso no siempre es posible. Mantenga los rastros sensibles alejados de los rastros con grandes oscilaciones de voltaje, como la salida de potencia final. Mantenga la fuente de alimentación alejada de los rastros de señal lo mejor que pueda. Eventualmente, la fuente de alimentación necesita alimentar el circuito, pero asegúrese de que esté bien filtrada antes de que llegue allí para que no sea una fuente de ruido capacitivo. En algunos casos, debe considerar el acoplamiento inductivo entre las pistas, pero eso no suele ser tan importante como el acoplamiento capacitivo, especialmente si mantiene las pistas de salida final de alta corriente lejos de las pistas de entrada sensibles.

Otra fuente de ruido es el acoplamiento externo de la frecuencia de la línea eléctrica o de las estaciones de radio. Evitar el ruido de la línea eléctrica es uno de los pocos lugares en los que un escudo puede ser una buena idea. Poner el circuito en una caja de metal que está conectada a la tierra de la señal en un lugar es un buen lugar para comenzar. Los filtros de paso bajo RC simples muy por encima de la frecuencia de audio pero aún muy por debajo de la radio ayudan a mantener baja la captación de radio. Por ejemplo, un poste RC en la región de 50-100kHz no afectará el audio, pero atenuará incluso la radio AM.

Hay muchos más detalles, y probablemente haya libros completos escritos sobre esto, pero esto debería darle un lugar para comenzar. Una buena manera de aprender es probar estas cosas, luego jugar con ellas y ver cómo afectan el resultado.

Entrante para 10:

Moderado

Maxim - bueno - 4pp

Maxim: mantener la radiofrecuencia fuera de su audio

TI - Consiga una buena calidad de audio en portátiles - buena
versión en PDF de ame

IBEX - útil

Pautas de diseño de PCB de audio. Dirigido a un IC específico pero útil. Descarga un PDF útil a través del enlace de búsqueda de Google: dirección absoluta desconocida. Útil

Cómo conseguir muchos, muchos, muchos más... => de dónde provino todo lo anterior

111014 - TI Técnicas de diseño de placa de circuito
~= Capítulo de 30 páginas de su libro "Opamps para todos".

¡Guau!
Libro TI de 464 páginas Amplificadores operacionales para todos : incluye el capítulo de diseño de PCB anterior.
Esta puede ser la versión uno. Puedes pero la versión 2 en la web por alrededor de $US60.

O puede comprar la versión tres de los caballeros tal vez honrados y morales aquí, un capítulo a la vez en línea por alrededor de $30/capítulo o alrededor de $5600 por el libro. No estoy del todo seguro de por qué alguien querría darles su negocio.

Lo más importante que debe entender sobre los diseños de PCB de audio es que el cobre no es un conductor perfecto. Tiene una pequeña cantidad de resistencia y una corriente que fluye a través de un rastro inducirá pequeñas diferencias de voltaje en diferentes puntos a lo largo de ese rastro. Si tiene una fuente de alimentación que drena corrientes intensas a través de una pista de tierra y luego amplifica una señal usando otro punto de esa pista como su referencia de tierra, cualquier ruido en la fuente de alimentación se agregará a su señal.

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

Si está trabajando con un amplificador que tiene una entrada diferencial, ejecute el seguimiento de tierra de donde proviene la señal, sin tocar nada más. No lo conecte a tierra localmente a la tierra del amplificador de potencia. Es la referencia para la señal, y debe conectarse solo a la tierra de la fuente para que cualquier diferencia de voltaje entre la fuente y la tierra del amplificador sea cancelada por el amplificador diferencial.

Las trazas con nada más que altas impedancias que las conectan a otros circuitos detectarán interferencias fácilmente. En general, si tiene la opción, este diseño de amplificador operacional:

▷—————————[MΩ]—▷

es mejor que esto:

▷—[MΩ]—————————▷

Debido a que el último tiene una traza larga con una impedancia de >MΩ en ambos extremos, lo que lo abre al acoplamiento capacitivo, mientras que el primero tiene una traza larga que se mantiene "rígida" por la salida de baja impedancia del amplificador operacional, de modo que un acoplamiento de un mayor -La fuente de impedancia en la traza no tendrá mucho efecto.