Зачем вам ставить резистор и конденсатор друг на друга?


21

Я унаследовал схему усиления / формирования заряда от моего предшественника. Когда он хотел сделать фильтр нижних частот с преобразованием тока в напряжение, у него была стандартная схема, такая как:

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

Он сделал бы один отпечаток для R9 и C11 и спаял их друг с другом так:

Печатная плата со сложенными компонентами обратной связи

Какие причины он мог иметь для разработки схемы таким образом? Я не видел эту конкретную технику где-либо еще. На мой взгляд, это выглядит проблематично, как с точки зрения сборки, так и для минимизации пути обратной связи конденсатора. Для чего это стоит, схема предназначена для работы с очень короткими (~ 4 нс) импульсами.


Изменить: Спасибо за проницательные комментарии! Идея этой схемы заключается в том, чтобы действительно расширить импульсы, генерируемые, в данном случае, PIN-диодом . Конденсатор составляет COG +/- 10%.

Чтобы расширить мое заблуждение относительно этой схемы, я согласен с тем, что паразитирование изменяется путем суммирования. Но я должен был упомянуть, что конденсатор и резистор оба 0603 (если это не было ясно из рисунка). Я бы подумал, что если бы дизайнер беспокоился о паразитах, его первым шагом было бы уменьшить размер компонента.

Я исправляю некоторые другие проблемы с платой и хочу убедиться, что я не пропустил что-то критическое в этом бизнесе. Еще раз спасибо за полезную информацию.


1
Это, безусловно, способ справиться с беспризорной индуктивностью ...
Игнасио Васкес-Абрамс

5
Схема имеет угловую частоту 40 кГц. Я не думаю, что случайная индуктивность является проблемой здесь. Однако, учитывая расчетную емкость 4 пФ, минимизация паразитной емкости может быть тем, что предполагалось. Я бы также внимательно посмотрел на особенности компоновки, такие как заземление под этими частями и провода к ним.
Фотон

5
@EugeneSh., За исключением того, что у шелкографии есть оба указателя.
Фотон

2
Первая проблема заключается в том, что OPA846 не стабилен при коэффициентах усиления ниже 7, поэтому без подробностей о так называемом источнике тока этот вопрос мне кажется мертвым. Скорее всего, инженер «усвоил» этот трюк из проекта, который использовал его по другой причине.
Энди ака

2
@Seth - этот фотодиод имеет собственную емкость 3000 пФ, и это означает, что инженер, который разработал схему, понятия не имеет, что он делает, - значение 4 пФ будет неправильным, и схема будет страдать от действительно плохих шумовых значений. Значение 4 пФ должно быть намного выше, и необходимость его установки поверх резистора теперь отменяется. Если фотодиод был, возможно, ~ 40 пФ, то да, может быть причина, но не тогда, когда это 3000 пФ!
Энди ака

Ответы:


16

Забудьте о 40 кГц - такая схема действительно любит колебаться на очень высокой частоте - резистор обратной связи почти разомкнут (1 М) на высоких частотах по сравнению с несколькими пФ, а усилитель имеет коэффициент усиления в полосе 1,75 ГГц . В этом отношении он похож на усилитель трансимпеданса фотодиодов. Что еще более важно, вы измеряете входы с очень высокочастотным контентом.

Мне кажется, что он хочет свести к минимуму, а также контролировать значение паразитной емкости на инвертирующем входе и через крышку 4 пФ. На высоких частотах (как следует из импульсов 4нс и спада усилителя) это в основном емкостная цепь - выходное напряжение представляет собой входной ток, интегрированный во времени, деленный на ~ 4 пФ. Конденсатор обратной связи (интегрирующий) 4 пФ (и входная емкость усилителя) не намного больше, чем паразитная емкость от следов и контактных площадок. Даже сам резистор добавляет, возможно, 1% к емкости (при условии 0603).

Конечно, такие вещи иногда проявляются как «усиление поля» (например, усилитель колеблется, так что колпачок застрял поверх резисторов обратной связи), но в этом случае это было явно преднамеренно.


Вы правы, предполагая, что эта схема действует как трансимпедансный усилитель и что компоненты равны 0603. В настоящее время я считаю, что это избыточно, поскольку конденсатор составляет +/- 10%, и мы добавляем только 1% из-за проводов 0603. Я полагаю, что мы могли бы уменьшить это еще больше, заменив 0402 (или даже 0201, учитывая малое рассеивание мощности), или вы представляете себе оставшуюся выгоду?
Сет

Трассы и пэды, вероятно, будут иметь гораздо большую емкость, чем крошечная сквозная емкость 0603, но я подозреваю, что преимущества на самом деле незначительны.
Спехро Пефхани

6

Как сказал @ IgnacioVazquez-Abrams, это распространенный метод снижения паразитной индуктивности, который может привести к нежелательным колебаниям. Я действительно видел, что этот метод используется довольно часто, особенно в цепях, более чувствительных к избыточной индуктивности и колебаниям. Проще говоря, это улучшает производительность фильтра.

В более медленных цепях, в которых паразитная индуктивность может быть не такой большой проблемой, этот метод все же можно использовать для экономии места на печатной плате в конструкциях с высокой плотностью.

Это, безусловно, не идеально для производства, так как я сомневаюсь, что машины для захвата и размещения действительно предназначены для этого. Я предполагаю, что это должно было быть сделано вручную, что увеличило бы требования времени и стоимость.

Хотя это не так в вашем конкретном примере, этот метод также можно использовать для обрезки значений сопротивления / емкости. Если сопротивление слишком велико, можно положить другой резистор поверх него, чтобы уменьшить эквивалентное сопротивление. Аналогично, размещение конденсатора поверх другого конденсатора увеличит емкость.


Имеет ли эта конструкция смысл в фильтре с угловой частотой 40 кГц?
Фотон

Хм, возможно, это было только для экономии места. Я отредактировал свой ответ.
DerStrom8

Это потому, что по какой-то причине они используют 4pF, и они должны быть достаточно точными. В противном случае пропускная способность будет меняться
Григорий Корнблюм

Я видел smd конденсаторы с двойной компоновкой в ​​радиочастотных цепях в качестве стандартной процедуры. Труд вручную добавить один поверх другого невелик. Я держал их на месте с помощью зубочистки. Прикрепите один конец припоя, затем другой, затем добавьте припой с обеих сторон для прочного соединения. Припой на фотографии выглядит очень блестящим, как оловянно-свинцовый припой.
Sparky256

1
@ Sparky256 Я не говорю, что это трудно сделать вручную, я просто говорю, что тот факт, что это должно быть сделано вручную, увеличивает необходимое время и стоимость процесса сборки.
DerStrom8
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.