放大器和视频滤波器电路板的设计技巧

在任何一个设计人员的工具箱里，集成电路
集成电路

　　集成电路是采用半导体制作工艺，在一块较小的单晶硅片上制作上许多晶体管及电阻器、电容器等元器件，并按照多层布线或遂道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路。它在电路中用字母IC(也有用文字符号N等)表示。 [全文]

放大器都是最基本的构件模块之一，它也是目前市面上最全能的产品之一。放大器具有多项功能，比如驱动ADC，驱动多个视频负载，作为视频或其他类型滤波器
滤波器
　　凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。在近代电信装备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛；在所有的电子部件中，使用最多，技术最复杂要算滤波器了。滤波器的优劣直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。 [全文]

而工作，驱动高速仪器信号等等。它们还可以作为振荡器
振荡器
　　振荡器是收发设备的基础电路,它的作用是产生一定频率的交流信号，是一种能量转换装置——将直流电能转换为具有一定频率的交流电能。 [全文]

。不过，实际中这种方案存在一些问题。因为放大器应该只在设计人员需要的时候才振荡，而如果电路板设计不正确，放大器却会自行其是，随意振荡。那么，设计人员应该如何避免这种有害的振荡呢？试回忆一下我们以前在电子课程里学过的知识，即振荡与电容、电感和反馈相关。因此，关键在于精心设计电路板，减少或消除任何无关的电容性和电感性反馈路径。对于较高速的放大器（大于50MHz）而言，这尤其重要。

　　电路板、负载（尤其是电容性负载）和/或版图设计，都会引入无形的电容和电感。此外，流入电路板各处旁路电容的电流可能产生不同的路径，从而导致失真。因此，有些号称减少失真的技术其实是适得其反，与避免振荡的设计规则背道而驰。那么，在进行放大器或视频滤波器的版图设计时，为了保持全局平衡，减少失真和振荡，需要考虑到哪些事项呢？

　　首先我们来看看振荡器，在利用放大器直接驱动电容性负载时，负载会与放大器的输出阻抗会产生相位滞后，而相位滞后将导致脉冲尖峰或振荡。有些放大器能够直接驱动电容性负载，但有些放大器则需要在放大器的输出端增加一个小串联电阻
电阻

　　电阻，物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。电阻小的物质称为电导体，简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。 [全文]

（Rs）来提高放大器的稳定性和建立时间（settling time）性能。

图1：在输出端增加Rs提高稳定性。

　　图2给出了驱动传输电缆
电缆

　　电缆是一种用以传输电能信息和实现电磁能转换的线材产品。既有导体和绝缘层，有时还加有防止水份侵入的严密内护层，或还加机械强度大的外护层，结构较为复杂，截面积较大的产品叫做电缆。 [全文]

（如同轴电缆）的典型电路配置图。电阻Rs和RL应该等于电缆的特征阻抗（Zo），而电容C应该可被用来在更大的频率范围对电缆进行匹配，以对随频率提高而增加的放大器输出阻抗进行补偿。

图2：驱动电缆或传输线的典型电路图。