Навигация по сайту Моя кладовка

Насколько важно качество разводки печатных плат?

Как-то я попытался сравнить усилители на микросхемах TDA7293 и LM3886. Микросхема TDA7293 была установлена на плате моей разработки - очень хорошо разведенной и с качественными конденсаторами. LM3886 установлена на плате, купленой на радиорынке. Конденсаторы я заменил на качественные, но вот разводка платы была весьма и весьма посредственна. И разница получилась ну просто огромная. Искажения LM3886 были в десятки раз больше, чем у TDA. Такого просто не может быть - микросхемы примерно одинаковы. Значит причина - в разводке печатных плат.

Для проверки и подтверждения этой гипотезы, я купил на радиорынке усилитель на TDA7294 на плате с плохой разводкой (тем не менее, такая разводка - не редкость, подобная встречается на нескольких сайтах и у фирмы "Мастеркит"). Конденсаторы я заменил на качественные (EPCOS), резисторы остались родными (они и так хорошие). Таким образом, получилось два усилителя, различающихся только разводкой платы (микросхемы TDA7293 и TDA7294 примерно одинаковы). Вот и посмотрим на разницу в их искажениях:

Разница колоссальна! Искажения плохо разведенной платы почти в 100 раз больше!!!

В плате с радиорынка через один и тот же земляной проводник протекает входной ток, выходной ток и ток одного плеча источника питания! Естественно, что выходной сигнал попадает на вход и искажения усиливаются. Кроме того, на вход добавляется ток одного плеча источника питания, что дает сильные четные гармоники и помехи с частотой, кратной 100 Гц. Для проверки посмотрим на отдельные гармоники:

Мои теоретические предположения подтверждаются - четные гармоники огромны, они вызваны протеканием только одного полупериода тока питания (который является и током нагрузки) через общий земляной проводник.

Для дальнейшего изучения сравним интермодуляционные искажения при подаче на вход частот 18 и 19 кГц:

По цифрам, выданным "Спектролабом", разница получается небольшой - TDA7294 имеет IMD почти в 9 раз больше, чем 7293. Но это за счет суммарной составляющей 37 кГц, которая получилась довольно большой у обоих микросхем. Конечно, хорошо, когда эти высокочастотные составляющие малы, но даже если они и довольно большие, как у нас, это не так страшно - они не попадают в звуковой диапазон. Давайте посмотрим на низкочастотные составляющие. Разностный тон с частотой 1 кГц у хорошей разводки почти в 40 раз меньше, чем у плохой, причем у последней есть еще и составляющие высших порядков - 2,3,4,5 и т.д. кГц. Кроме того, в выходной сигнал проникают пульсации питания с частотами, кратными 100 Гц. Тоже самое - теоретически это было предсказано - это все тот самый один полупериод питания, который протекает через общий земляной провод.

Большие IMD, как и большой Кг - следствие положительной обратной связи, когда ток нагрузки протекает через один и тот же проводник, что и входной ток, и создаваемые ими падения напряжения складываются. Выходной сигнал попадает на вход, причем сама ПОС не очень сильно страшна (хотя тоже является причиной роста искажений), а вот то, что там присутствует еще и один полупериод питания - самая большая беда.

Посмотрите, какое огромное значение имеет правильная разводка печатки (микросхемы практически одинаковы, на обеих платах хорошие конденсаторы). Представьте только, что такой ужас продают на рынке (и в интернете), и кто-то использует усилители с такими ужасными параметрами! Они же и звучат отвратительно! (Кроме того, эти "плохие" платы рассчитаны на установку керамических конденсаторов, которые сами вносят большие искажения).

Честно говоря, хотя я и знал, что разводка платы имеет огромное значение, но повышение Кг в 100 раз и Ки в 40 раз - такого я даже не предполагал! Как хорошо, что я стараюсь развести платы как можно лучше.

Думаю, что больше слова не нужны, тут довольно наглядно показано, насколько важна правильная разводка печатной платы!

 

06.11.2009

 

Яндекс.Метрика

Счетчик