fangdaqishicongzhegedianyuanhaishiconglingwaiyigedianyuanhuoqudianliu
，qujueyujiafuzaishangdexinhaoshunjianjixing。dianliucongdianyuanliuchu，jingguopangludianrong，tongguofangdaqijinrufuzai。ranhou，dianliucongfuzaijiediduan(或PCB輸出連接器的屏蔽)回到地平麵，經過旁路電容，回到最初提供該電流的電源。

 

電(dian)流(liu)流(liu)過(guo)阻(zu)抗(kang)最(zui)小(xiao)路(lu)徑(jing)的(de)概(gai)念(nian)是(shi)不(bu)正(zheng)確(que)的(de)。電(dian)流(liu)在(zai)全(quan)部(bu)不(bu)同(tong)阻(zu)抗(kang)路(lu)徑(jing)的(de)多(duo)少(shao)與(yu)其(qi)電(dian)導(dao)率(lv)成(cheng)比(bi)例(li)。在(zai)一(yi)個(ge)地(di)平(ping)麵(mian)，常(chang)常(chang)有(you)不(bu)止(zhi)一(yi)個(ge)大(da)比(bi)例(li)地(di)電(dian)流(liu)流(liu)經(jing)的(de)低(di)阻(zu)抗(kang)路(lu)徑(jing)：一個路徑直接連至旁路電容；另一個在達到旁路電容前，對輸入電阻形成激勵。圖1示意了這兩個路徑。地回流電流才是真正引發問題的原因。

當旁路電容放在PCB的不同位置時
，地電流通過不同路徑流至各自的旁路電容，即“空間非線性”所(suo)代(dai)表(biao)的(de)含(han)義(yi)。若(ruo)地(di)電(dian)流(liu)某(mou)一(yi)極(ji)性(xing)的(de)分(fen)量(liang)的(de)很(hen)大(da)部(bu)分(fen)流(liu)過(guo)輸(shu)入(ru)電(dian)路(lu)的(de)地(di)，則(ze)隻(zhi)擾(rao)動(dong)信(xin)號(hao)的(de)這(zhe)一(yi)極(ji)性(xing)的(de)分(fen)量(liang)電(dian)壓(ya)。而(er)若(ruo)地(di)電(dian)流(liu)的(de)另(ling)一(yi)極(ji)性(xing)並(bing)沒(mei)施(shi)擾(rao)，則(ze)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)電(dian)壓(ya)以(yi)一(yi)種(zhong)非(fei)線(xian)性(xing)方(fang)式(shi)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)。當(dang)一(yi)個(ge)極(ji)性(xing)分(fen)量(liang)發(fa)生(sheng)改(gai)變(bian)而(er)另(ling)一(yi)個(ge)極(ji)性(xing)沒(mei)改(gai)動(dong)時(shi)，就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)失(shi)真(zhen)，並(bing)表(biao)現(xian)為(wei)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)的(de)二(er)次(ci)諧(xie)波(bo)失(shi)真(zhen)。圖(tu)2以誇張的形式顯示這種失真效果。

當隻有正弦波的一個極性分量受到擾動時


，產生的波形就不再是正弦波。用一個100Ω負載模擬理想放大器，使負載電流通過一個1Ω電阻
，僅在信號的一個極性上耦合輸入地電壓，則得到圖3所示的結果。傅立葉變換顯示，失真波形幾乎全是-68dBc處的二次諧波。當頻率很高時，很容易在PCB上生成這種程度的耦合，它無需借助太多PCB特(te)殊(shu)的(de)非(fei)線(xian)性(xing)效(xiao)應(ying)
，就(jiu)可(ke)毀(hui)掉(diao)放(fang)大(da)器(qi)優(you)異(yi)的(de)防(fang)失(shi)真(zhen)特(te)性(xing)。當(dang)單(dan)個(ge)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)由(you)於(yu)地(di)電(dian)流(liu)路(lu)徑(jing)而(er)失(shi)真(zhen)時(shi)
，通(tong)過(guo)重(zhong)新(xin)安(an)排(pai)旁(pang)路(lu)回(hui)路(lu)可(ke)調(tiao)節(jie)地(di)電(dian)流(liu)流(liu)動(dong)，並(bing)保(bao)持(chi)與(yu)輸(shu)入(ru)器(qi)件(jian)的(de)距(ju)離(li)
，如(ru)圖(tu)4所示。

 

多放大器芯片(兩個、三個或者四個放大器)的(de)問(wen)題(ti)更(geng)加(jia)複(fu)雜(za)，因(yin)為(wei)它(ta)無(wu)法(fa)使(shi)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)的(de)地(di)連(lian)接(jie)遠(yuan)離(li)全(quan)部(bu)輸(shu)入(ru)端(duan)。對(dui)四(si)放(fang)大(da)器(qi)來(lai)說(shuo)更(geng)是(shi)如(ru)此(ci)。四(si)放(fang)大(da)器(qi)芯(xin)片(pian)的(de)每(mei)一(yi)邊(bian)都(dou)有(you)輸(shu)入(ru)端(duan)，所(suo)以(yi)沒(mei)有(you)空(kong)間(jian)放(fang)置(zhi)可(ke)減(jian)輕(qing)對(dui)輸(shu)入(ru)通(tong)道(dao)擾(rao)動(dong)的(de)旁(pang)路(lu)電(dian)路(lu)。

圖5給(gei)出(chu)了(le)四(si)放(fang)大(da)器(qi)布(bu)局(ju)的(de)簡(jian)單(dan)方(fang)法(fa)。大(da)多(duo)器(qi)件(jian)直(zhi)接(jie)連(lian)至(zhi)四(si)放(fang)大(da)器(qi)管(guan)腳(jiao)。一(yi)個(ge)電(dian)源(yuan)的(de)地(di)電(dian)流(liu)可(ke)擾(rao)動(dong)另(ling)一(yi)個(ge)通(tong)道(dao)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)入(ru)地(di)電(dian)壓(ya)和(he)地(di)電(dian)流(liu)，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)失(shi)真(zhen)。例(li)如(ru)，四(si)放(fang)大(da)器(qi)通(tong)道(dao)1上的(+Vs)旁路電容可直接放在臨近其輸入的地方；而(-Vs)旁路電容可放在封裝的另一側。(+Vs)地電流可擾動通道1，而(-Vs)地電流則可能不會。

為避免這種問題，可讓地電流擾動輸入


，但讓PCB電流以一種空間線性方式流動。為實現此目的
，可以采用下方式在PCB上布局旁路電容：使(+Vs)和(–Vs)地電流流經同一路徑。若正/負fu電dian流liu對dui輸shu入ru信xin號hao的de擾rao動dong相xiang等deng
，則ze將jiang不bu會hui產chan生sheng失shi真zhen。因yin此ci，使shi兩liang個ge旁pang路lu電dian容rong緊jin挨ai著zhe排pai列lie，以yi使shi它ta們men共gong享xiang一yi個ge接jie地di點dian。因yin為wei地di電dian流liu的de兩liang個ge極ji性xing分fen量liang來lai自zi同tong一yi個ge點dian(輸出連接器屏蔽或負載地)
，並都回流至同一個點(旁路電容的公共地連接)，所以正/負電流都流經同一路徑。若一個通道的輸入電阻被(+Vs)電流擾動，則(–Vs)電流對其有相同影響。因為無論極性是怎樣的
，產生的擾動都相同，所以不會產生失真
，但將使該通道增益發生小的變化，如圖6所示。

為驗證如上推斷
，采用兩個不同的PCB布局：簡易布局(圖5)和低失真布局(圖6)。采用飛兆半導體的FHP3450四運算放大器所產生的失真如表1所示，FHP3450的典型帶寬是210MHz
，斜率是1100V/us，輸入偏置電流是100nA
，每通道的工作電流是3.6mA。從表1可看出，失真越嚴重的通道，改進的效果越好
，從而使4個通道在性能上接近相等。

若在PCB上shang沒mei有you一yi個ge理li想xiang的de四si放fang大da器qi，則ze測ce量liang單dan一yi放fang大da器qi通tong道dao的de效xiao應ying會hui很hen困kun難nan。顯xian然ran，一yi個ge給gei定ding的de放fang大da器qi通tong道dao不bu僅jin擾rao動dong其qi本ben身shen輸shu入ru
，還hai會hui擾rao動dong其qi它ta通tong道dao的de輸shu入ru。地di電dian流liu流liu經jing全quan部bu不bu同tong的de通tong道dao輸shu入ru，且qie產chan生sheng不bu同tong效xiao果guo，但dan又you都dou受shou每mei個ge輸shu出chu的de影ying響xiang，這zhe種zhong影ying響xiang是shi可ke測ce量liang的de。

 

表2給出了當隻驅動一個通道時，在其它未受驅動的通道上測量到的諧波。未驅動通道在基本頻率上顯示出一個小信號(串擾)，但在沒有任何顯著基本信號的情況下
，也產生由地電流直接引入的失真。圖6的低失真布局顯示：因為幾乎消除了地電流效應，二次諧波和總體諧波失真(THD)特性有很大改進。

 

簡單地說，在PCB上
，地回流電流流經不同的旁路電容(用於不同的電源)及電源本身，其大小與其電導率成比例。高頻信號電流流回小旁路電容。低頻電流(如音頻信號的電流)可能主要流經更大的旁路電容。即使頻率更低的電流也可能“漠視”全quan部bu旁pang路lu電dian容rong的de存cun在zai，直zhi接jie流liu回hui電dian源yuan引yin線xian。具ju體ti的de應ying用yong將jiang決jue定ding哪na個ge電dian流liu路lu徑jing最zui關guan鍵jian。幸xing運yun的de是shi
，通tong過guo采cai用yong公gong共gong接jie地di點dian及ji輸shu出chu側ce的de地di旁pang路lu電dian容rong，可ke以yi容rong易yi地di保bao護hu全quan部bu地di電dian流liu路lu徑jing。

 

高頻PCB布局的金科玉律是將高頻旁路電容盡可能靠近封裝的電源管腳，但比較圖5和圖6可以看出
，為改進失真特性而修改該規則不會帶來太大改變。改進失真特性是以增加約0.15英寸長的高頻旁路電容走線為代價的，但這對FHP3450的AC響應性能影響很小。PCB布bu局ju對dui充chong分fen發fa揮hui一yi款kuan高gao質zhi量liang放fang大da器qi的de性xing能neng很hen重zhong要yao，這zhe裏li討tao論lun的de問wen題ti絕jue非fei僅jin限xian於yu高gao頻pin放fang大da器qi。類lei似si音yin頻pin等deng頻pin率lv更geng低di的de信xin號hao對dui失shi真zhen的de要yao求qiu要yao嚴yan格ge得de多duo。地di電dian流liu效xiao應ying在zai低di頻pin下xia要yao小xiao一yi些xie，但dan若ruo要yao求qiu相xiang應ying改gai進jin所suo需xu的de失shi真zhen指zhi標biao，地di電dian流liu仍reng可ke能neng是shi一yi個ge重zhong要yao的de問wen題ti。