Suggerimenti per la progettazione di PCB per amplificatori audio

Ho intenzione di progettare un amplificatore audio stereo con TDA2030A. Questo sarà un amplificatore che sarà alimentato da 27,6 V CC e 12 W per canale.

Esistono fonti dalle quali posso imparare le linee guida per la progettazione di circuiti stampati per amplificatori audio? Oppure puoi dare qualche consiglio?

Mi congratulo con la tua voglia di imparare invece di copiare alla cieca il progetto di riferimento. Immagino di essere il 2% degli ingegneri a cui si riferisce Kortuk. Potrei guardare un progetto di riferimento, ma non lo seguirò. Cerco di capire quali sono i punti importanti e perché hanno fatto quello che hanno fatto, quindi assicurarsi di incorporarli se li ritengo applicabili al mio progetto. I fogli dati sono spesso scritti in modo isolato e qualsiasi progetto reale presenta altri compromessi e problemi che devono essere considerati. Direi che il 98% dei bravi ingegneri non si limita a copiare qualunque sia l'esempio del foglio dati. Ovviamente devi leggere attentamente la scheda tecnica e assicurarti di capire cosa stanno dicendo sulle particolari esigenze della parte.

Quindi per rispondere alla tua domanda. Le caratteristiche dell'audio sono la bassa frequenza ma l'alto rapporto segnale-rumore. Ciò significa che non devi preoccuparti degli effetti della linea di trasmissione e simili. Tuttavia, devi pensare a ogni piccolo punto in cui può entrare il rumore e cercare di prevenirlo il più possibile. È una buona idea separare i filtri di alimentazione su qualsiasi circuito integrato, qualcosa come una piccola ferrite in serie e un cappuccio da mettere a terra direttamente sul chip. Questo è per tutto ciò che non gestisce la potenza di uscita finale. Ciò richiede una connessione a bassa impedenza all'alimentazione.

Deve essere considerato l'accoppiamento capacitivo su tracce di segnale. Questo può essere gestito nell'instradamento e, a volte, instradate ulteriori tracce di terra attorno a un percorso del segnale proprio per questo motivo. Mantenere le reti di segnale a bassa impedenza aiuta, ma non è sempre possibile. Tenere le tracce sensibili lontano dalle tracce con forti oscillazioni di tensione, come la potenza finale erogata. Tenere l'alimentatore lontano dalle tracce del segnale nel miglior modo possibile. Alla fine, l'alimentatore deve alimentare i circuiti, ma assicurarsi che sia ben filtrato prima di arrivare a quello che non è una fonte di rumore capacitivo. In alcuni casi è necessario considerare l'accoppiamento induttivo tra le tracce, ma di solito non è un grosso problema come l'accoppiamento capacitivo, soprattutto se si mantengono le tracce di uscita finale ad alta corrente lontano dalle tracce di ingresso sensibili.

Un'altra fonte di rumore è l'accoppiamento esterno dalla frequenza della linea di alimentazione o dalle stazioni radio. Tenere lontano il rumore della linea di alimentazione è uno dei pochi posti in cui uno scudo può effettivamente essere una buona idea. Mettere il circuito in una scatola di metallo legata alla massa del segnale in un unico punto è un buon punto di partenza. I filtri passa-basso RC semplici ben al di sopra della frequenza audio, ma comunque ben al di sotto della radio, aiutano a mantenere bassa la frequenza radio Ad esempio, un polo RC nella regione 50-100kHz non influirà sull'audio, ma attenuerà anche la radio AM.

Ci sono molti più dettagli e probabilmente ci sono libri interi scritti su questo, ma questo dovrebbe darti un punto di partenza. Un buon modo per imparare è provare queste cose, quindi giocare con loro e vedere come influenzano l'output.

Starter per 10:

Moderare

Massimo - buono - 4pp

Massima: mantenere RF fuori dall'audio

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Linee guida per il layout della scheda audio. Mirato a un IC specifico ma utile. Scarica un utile PDF tramite il link di ricerca di Google - indirizzo assoluto sconosciuto. Utile

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111014 - Tecniche di layout del circuito TI
~ = capitolo di 30 pagine del loro libro "Opamps per tutti".

Wow! Amplificatori operazionali per
libri TI da 464 pagine per tutti - include il capitolo precedente sul design del PCB.
Questa potrebbe essere la versione uno. Puoi ma la versione 2 sul web per circa $ US60.

Oppure puoi acquistare la versione tre dai gentiluomini forse forse onesti e morali qui un capitolo alla volta online per circa $ 30 / capitolo o circa $ 5600 per il libro. Non sono affatto sicuro del motivo per cui qualcuno vorrebbe dare loro i propri affari.

La cosa più importante da capire sui layout dei circuiti audio è che il rame non è un conduttore perfetto. Ha una piccola quantità di resistenza e una corrente che scorre attraverso una traccia indurrà piccole differenze di tensione in punti diversi lungo quella traccia. Se si dispone di un alimentatore che scarica le forti correnti attraverso una traccia di terra e quindi si amplifica un segnale usando un altro punto su quella traccia come riferimento di terra, qualsiasi rumore nell'alimentatore verrà aggiunto al segnale.

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

Se stai lavorando con un amplificatore che ha un ingresso differenziale, riporta la traccia di terra ovunque arrivi il segnale, senza toccare nient'altro. Non limitarti a collegarlo localmente alla massa dell'amplificatore di potenza. È il riferimento per il segnale e dovrebbe essere collegato solo alla terra della sorgente in modo che qualsiasi differenza di tensione tra la sorgente e la massa dell'amplificatore venga annullata dall'amplificatore diff.

Tracce con nient'altro che alte impedenze che le collegano ad altri circuiti assorbiranno facilmente le interferenze. In generale, se hai una scelta, questo layout op-amp:

▷ --------- [MW] - ▷

è meglio di questo:

▷ - [MW] --------- ▷

Perché quest'ultimo ha una lunga traccia con impedenza> MΩ su entrambe le estremità, aprendola all'accoppiamento capacitivo, mentre la prima ha una lunga traccia tenuta "rigida" dall'uscita a bassa impedenza dell'amplificatore operazionale, in modo che un accoppiamento da un livello superiore -impedenza sorgente nella traccia non avrà molto effetto.