放(fang)大(da)器(qi)是(shi)從(cong)這(zhe)個(ge)電(dian)源(yuan)還(hai)是(shi)從(cong)另(ling)外(wai)一(yi)個(ge)電(dian)源(yuan)獲(huo)取(qu)電(dian)流(liu)，取(qu)決(jue)於(yu)加(jia)負(fu)載(zai)上(shang)的(de)信(xin)號(hao)瞬(shun)間(jian)極(ji)性(xing)。電(dian)流(liu)從(cong)電(dian)源(yuan)流(liu)出(chu)，經(jing)過(guo)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)，通(tong)過(guo)放(fang)大(da)器(qi)進(jin)入(ru)負(fu)載(zai)。然(ran)後(hou)，電(dian)流(liu)從(cong)負(fu)載(zai)接(jie)地(di)端(duan)(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。

 

dianliuliuguozukangzuixiaolujingdegainianshibuzhengquede。dianliuzaiquanbubutongzukanglujingdeduoshaoyuqidiandaolvchengbili。zaiyigedipingmian，changchangyoubuzhiyigedabilididianliuliujingdedizukanglujing：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tu2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5geichulesifangdaqibujudejiandanfangfa。daduoqijianzhijielianzhisifangdaqiguanjiao。yigedianyuandedidianliukeraodonglingyigetongdaodianyuandeshurudidianyahedidianliu
，congerdaozhishizhen。liru，sifangdaqitongdao1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)。