OP放大器引出的模-技-.doc

GROUND是模拟回路的生命线——模拟一点ground，模
拟·ground和数字·ground的分离
在模拟回路中像1mV，100μV那样小的信号是具有很大的意义的。将0.8V以下看作是low，将2.4V以上看作是high的数字回路世界与市场那个处理10A以上电流的power回路的世界是大不相同的。
即便是在直流电阻0.01Ω的基板pattern中通过10mA的电流，也会产生100μV的电位差。这在铜－镍铜合金热电偶的增幅回路中有2.5℃的温度误差。
在设计模拟回路时最应注意的是ground（模拟信号的基准点）的处理。不事先连接模拟回路的ground和数字回路的ground的话，就得不到理想的结果。
在设计印刷基板时，请按照图6－2所示那样进行。
①模拟ground与数字ground要分开布线。使用4层以上基板时要个别准备groundplane或在groundplane上将模拟的配线与数字的配线分离开来。
②模拟ground与数字ground，在模拟ground的基准点（1点ground）处连接。
③模拟ground理想的是[1点ground]。但要是把细的ground线圈起来的话，ground线的阻抗就会增加产生逆效果。难以做到完全1点ground时候，将[电流极少通过的高品位模拟·ground]和[通过某程度（1mA）电流的中品位模拟·ground]分离开来布线，在1个地方连接线。

设想的基准电位（ground）
以前模拟回路的电源一般为±15V和±5V。但是，现在+5V，+3.3V等的单电源就能行的case增加了。市场上销售的OP放大器也是一般的单电源。
单电源OP放大器由于电源回路是单一的所以使用方便。如果将电源ground作为模拟信号的基准点的话也会发生不便的情况。比如：在反转增幅回路中，对于正的输入电压来说输出是在饱和电压（0V）中挣开的。
在单电源回路中处理正负的模拟信号时，使用图6－3（a）的设想基准电位。电源电压在10kΩ～100kΩ的电阻上分压，是用电压转发器进行低阻抗化处理的简单的回路。通过此模拟基准电位的电流是OP放大器OP1sinksource电流的范围。
分压回路的电容对抵抗电源回路和分压回路的噪音具有良好的效果。此电容在分压电阻值特别大的时候需要。
有人在电压转发器的输出上加上几个10μF的电容和0.1μF的旁路电容器，这样是不行的。OP放大器输出中大容量负荷是禁止的。OP放大器发生振荡，通过激烈的充电电流，可能会引起特性的劣化。如果实在想加上10μF大小的电容的话按照图6－3（b）那样在OP放大器输出中接个电流限制电阻。
作者在设想ground电位中不常使用大容量的电容。比将此设想ground电位的布线设计成[粗短]更为重要。

噪音从哪里侵入的——静电耦合和电磁耦合
对于处理数μF单位的信号的模拟回路来说抵抗噪音是一个很大的难题。
抵抗噪音的基本方法是：
①不让噪音发生
②从噪音的发生处将其隔开
③在噪音侵入的途中实施适当的屏蔽（遮蔽）
想要[不让噪音发生]的话，可以不让微型信息处理机的动作频率超过所需值，将回路电流设计得很低。
从噪音的发生处将其隔开是重要的对策。尽可能地将模拟回路安装远离微型信息处理机的clock回路和高频回路的噪音源处，这样应该可以大大的减少噪音的侵入。
要考虑适当的屏蔽（遮蔽）就需要先考虑噪音的侵入路径。噪音的侵入路径有以下几条：
从电源处侵入（图6－4（a））
静电耦合（图6－4（b））
电磁耦合（图6－4（c））
准备数字用与模拟用的电源是理想的对抗噪音的办法。但是，实际上这样的事是不常允许的。在一台电源在数字与模拟中被共同使用的系统中插入如同图6－4（a）那样的扼流圈与电容。在这里使用的大容量电容最合适的是：在高频率带中也能表示低阻抗特性的OS电容（三洋电机）。但是，与一般的电解电容相比成本就大幅度地提高了。
想在ground线中加入扼流圈,但模拟ground的高频品质低下，会发生新的trouble。电源ground与供给电源的路径同时也具有保证回路电位的基准点。
以作者的观点来说，用一点ground接线来清除低频噪音的问题，必要时可以插入noisecut用的铁氧体磁珠电感器。
静电耦合的噪音侵入路径在图6－4（b）中表示出来了。布线与基板pattern如果近接的话，就会发生称为浮游容量的0.1p～数pF的电容成份。如图所示回路侧的电抗高时，即便将此时的容量全部结合起来噪音也容易侵入。静电噪音的强度与噪音源的电压和频率成比例的。对高压回路和高频回路要多加注意。
防止静电耦合噪音侵入可以从布线及基板pattern的配置来考虑，最根本的是抑制浮游容量的发生。在这基础上有需要的场合要进行静电的绝缘。静电绝缘要用铝箔、铜板的阻抗率低的材质。静电绝缘是与普通的低阻抗的