Волновое сопротивление (линии передачи, печатные платы, диэлектрики, проводники...)

[ИГВИН]

Тем не менее вот пэйн считает что в усях так делать не просто не стоит, а "ни в коем случае", а он человек технически очень грамотный и если он такое написал значит имел на то веские основания.

Основание здесь то, что земли должны быть разделены по принципу: входная земля; земля УН; мощная земля питания и выходных цепей.
Надо избежать падений по земле питающих и шунтирующих токов для всех этих разных цепей.
Если сделать общую, схема станет неустойчивой (может и нет, как повезет).
Тут много других факторов, почему это решение (общая земля) у многих вроде бы нормально работает. Например, в базы мощных биполяров повсеместно ставят резисторы, ограничивающие полосу. Ставят цепочку Цобеля, хотя она является очень грубой коррекцией. Но без неё требования к монтажу возрастают. Там еще много мелочей, и при правильном монтаже полносигнальная полоса усилителя возрастает, т.к. её не надо душить коррекцией до упора. А душат для того, чтобы усилитель был серийно-пригодным, и чтобы не вылизывать монтаж.

[лысый]

Тем не менее вот пэйн считает что в усях так делать не просто не стоит, а "ни в коем случае", а он человек технически очень грамотный и если он такое написал значит имел на то веские основания.

Целиком весь слой по общий - не всегда благо, к этому нада с умом и без фанатизьма. Но что это нельзя делать ни в коем случае - думаю технически грамотный чел может такое заявить только под дулом пистолета.

[Electro_maniac]

Основание здесь то, что земли должны быть разделены по принципу: входная земля; земля УН; мощная земля питания и выходных цепей.
Надо избежать падений по земле питающих и шунтирующих токов для всех этих разных цепей.
Если сделать общую, схема станет неустойчивой (может и нет, как повезет).
Тут много других факторов, почему это решение (общая земля) у многих вроде бы нормально работает. Например, в базы мощных биполяров повсеместно ставят резисторы, ограничивающие полосу. Ставят цепочку Цобеля, хотя она является очень грубой коррекцией. Но без неё требования к монтажу возрастают. Там еще много мелочей, и при правильном монтаже полносигнальная полоса усилителя возрастает, т.к. её не надо душить коррекцией до упора. А душат для того, чтобы усилитель был серийно-пригодным, и чтобы не вылизывать монтаж.

Т.е. при использовании второго слоя лишь в качестве экрана проблем нет? Странно, ни на одной из фоток усилителей приведённых тем же Пэйном не видел чтобы платы были экранированные.

[ottisk]

Т.е. при использовании второго слоя лишь в качестве экрана проблем нет?

Насколько понял из книжки. Дело в том, что отдельный сплошной слой земли делается бОльше не для для экранирования электрического поля. А для экранирования магнитного поля. В связи с чем резко снижаются перекрестные помехи между соседними сигнальными дорожками. Магниное поле в сигнальной дорожке (в дорожке в слое над экраном) взаимокомпенсируется с магнитном полем экрана, за счет того, что в этих двух слоях токи (речь о переменных токах) текут в противоположных направлениях (при определенных условиях, о чем ниже). С сигнальным слоем всё понятно, токи текут только по дорожке. А вот со сплошным слоем земли - гораздо сложнее. Особенно в части НЧ токов, т.к. они текут по пути наименьшего активного сопротивления. С ВЧ токами проще, они текут по пути наименьшей индуктивности, а пути наименьшей индуктивности располагаются точно под сигнальными дорожками. Т.е. ВЧ токи текут точно под сигнальной дорожкой, и повторяют её форму. И только в последнем случае магнитные поля взаимокомпенсируются.

Добавлено через 2 минуты

Странно, ни на одной из фоток усилителей приведённых тем же Пэйном не видел чтобы платы были экранированные.

Возможно потому, что не знает. Т.к. специалист старой закалки (слишком давно учился). Это тема, насколько понял, стала актуальной относительно недавно. В связи с появлением высокоскоростного цифрового ширпотреба. А раньше, когда-то давно, видимо посвящены в тему были только узкие специалисты. Да и многослойные платы (особенно со слоями диэлектрика 0,1 мм и меньше) появились относительно недавно.

Добавлено через 12 минут

Странно, ни на одной из фоток усилителей приведённых тем же Пэйном не видел чтобы платы были экранированные.

Где на фото его плат можно посмотреть?

[Electro_maniac]

Возможно потому, что не знает.

Вот это вряд ли

Где на фото его плат можно посмотреть?

Я уже и не вспомню, он много где чего выкладывал. Хотя бы в той же теме про его усилитель: https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=2702&page=4

[ottisk]

Offтопик:

Хотя бы в той же теме про его усилитель:

В этой теме нет, я уже смотрел Вот если хотя бы найти упоминание с его стороны, где он объясняет почему он так не делает... А так, пустой трёп получается..

[Yury Novikov]

Хотя бы в той же теме про его усилитель:

Не обнаруживаю там никакой ВЧ топологии. По виду самый обычный самопал на кустарных однослойных платах. Принципами ВЧ конструктива и не пахнет.

Вот классический ВЧ монтаж УКВ устройства на ПП. Не наблюдаю и никогда не наблюдал тут на форуме ни у кого даже и близко ничего похожего. Хотя разговоров об этом много (видимо модно ). В ВЧ монтаже можно увидеть огромное количестве земли, везде и всюду, плюс изгибы дорожек либо под 90%, либо с угловыми срезами с отношением 0.7 к ширине дорожки. Наоборот слышу много разговоров всякой художественной самодеятельности о том что надо делать "круглые дорожки", "убирать землю" и др, и типа это и есть принципы ВЧ топологии Такое могут говорить только люди никогда не имевшие дела с ВЧ устройствами. Вот картинки ПП от УМ для передатчика :

https://forum.vegalab.ru/attachment....9&d=1236296398
https://forum.vegalab.ru/attachment....0&d=1236296426

[Electro_maniac]

Offтопик:
В этой теме нет, я уже смотрел Вот если хотя бы найти упоминание с его стороны, где он объясняет почему он так не делает... А так, пустой трёп получается..

Был у него где то на мейл.ру фотоальбом, там много конструкций, адрес не помню. Объяснений этого с его стороны не видел. Может у него и спросить ?

Не обнаруживаю там никакой ВЧ топологии. По виду самый обычный самопал на кустарных однослойных платах. Принципами ВЧ конструктива и не пахнет.

Насколько я знаю признаки ВЧ конструктива не в этом, а самой разводки там не видно вообще

Вот классический ВЧ монтаж УКВ устройства на ПП. Не наблюдаю и никогда не наблюдал тут на форуме ни у кого даже и близко ничего похожего. Хотя разговоров об этом много (видимо модно ). В ВЧ монтаже можно увидеть огромное количестве земли, везде и всюду, плюс изгибы дорожек либо под 90%, либо с угловыми срезами с отношением 0.7 к ширине дорожки. Наоборот слышу много разговоров всякой художественной самодеятельности о том что надо делать "круглые дорожки", "убирать землю" и др, и типа это и есть принципы ВЧ топологии Такое могут говорить только люди никогда не имевшие дела с ВЧ устройствами. Вот картинки ПП от УМ для передатчика :

https://forum.vegalab.ru/attachment....9&d=1236296398
https://forum.vegalab.ru/attachment....0&d=1236296426

Выглядит страшно. С теми книжками и статьями по проэктированию печатных плат что я читал не стыкуется никак.

[ottisk]

С теми книжками и статьями по проэктированию печатных плат что я читал

Electro_maniac, Если не затруднит, дай пожалуйста ссылки и/или названия указанных тобой книг и статей. Очень интересно, и думаю будет полезно

Добавлено через 7 минут

В ВЧ монтаже можно увидеть огромное количестве земли, везде и всюду

Юрий, а зачем такое большое кол-во земли, в радиопередающей/радиоприемной ВЧ технике (в одном слое)? Таким образом снижают индуктивное сопротивление земляной шины (за счет увеличения сечения проводника)?... Или электростатический экран? Но помоему на последнее не похоже, т.к. кажется, что как электростатический экран это работать будет плохо.

[Electro_maniac]

Electro_maniac, Если не затруднит, дай пожалуйста ссылки и/или названия указанных тобой книг и статей. Очень интересно, и думаю будет полезно

Например вот: https://forum.vegalab.ru/attachment....1&d=1237099192

Если ещё чего вспомню напишу.

[ottisk]

Например вот

Спасибо

Скоренько привел статью в удобочитаемый вид. Можно распечатать на принтере (на двух сторонах листов), сшить степлером по большому полю, и читать лежа на диване.

[Nagema]

Товарищи, не занимайтесть дрочиловом.

Всегда есть возможность развестись по методу "объёмный монтаж". То есть проволочками на горячей пайке, перекрещенными под 90, как раньше приёмники ламповые делали.

Это круче всего.

Добавлено через 2 минуты
PS. Печатная плата должна быть не одна, а несколько. Пирожком, с прослойками воздуха. На шпильках с гайками. /©N/

Если кто без моего ведома эту технологию использует -- приеду и задушу. Морально.

[ottisk]

Всегда есть возможность развестись по методу "объёмный монтаж". То есть проволочками на горячей пайке, перекрещенными под 90, как раньше приёмники ламповые делали.

А это как? Объясни пожалуйста подробнее

[лысый]

Всегда есть возможность развестись по методу "объёмный монтаж".

Всегда? По-моему нада быть рафинированым извращенцем, чтобы например "объёмно" монтировать детальки для smd.

[ottisk]

Тут вот еще какая проблема выясняется. Почему боятся (когда не знают) применять сплошную землю отдельным слоем. При наличии земли отдельным слоем, сигнальная дорожка и земля образуют резонансный контур. Который образован из: - последовательного активного сопротивления сигнальной дорожки; - последовательной индуктивности сигнальной дорожки; - параллельной ёмкости, между сигнальной дорожкой и землей. А у любого колебательного контура, кроме резонансной частоты есть еще добротность (Q). Что бы контур не "звенел" Q должна быть меньше 0,5. Для того, что бы снизить добротность, необходимо снижать последовательную индуктивность в вышеуказанном контуре... Насколько это важно можно судить по следующему. При Q=1, выброс на выходе такой линии может достигать 16%. При Q=2, выброс может достигать 44%.... Ну и вот (дальше ИМХО) смотрите, что получается, возвращаясь к волновому сопротивлению. Zo = sqrt (L / C). Где: Zo - волновое сопротивление; L - последовательная индуктивность; С - параллельная ёмкость. Т.е. есть подозрение, что информации из Болотникова и Атаева, по поводу желательности снижения волнового сопротивления линии передачи питания, связана с Q (с добротностью). Эти загадочные ихние "переходные помехи", похоже "звенят" они... Но это пока только подозрение, надо внимательно на все эти формулы посмотреть (это же еще время надо выбрать...).

Добавлено через 2 часа 49 минут
... Всё, тайна низкого волнового сопротивления линии передачи питания, по Болотникову и Атаеву, - похоже раскрыта... Я перед этим неправильно всё написал. Короче, этот резонансный контур образован: - выходным сопротивление источника (R); - последовательной индуктивностью сигнальной дорожки (L); - входной ёмкостью нагрузки (С). Q = (sqrt (L / C )) / R (где Q - добротность контура, которая должна быть не выше 0,5, что бы RLC цепь не "звенела"). Смотрите, что получается - sqrt (L / C ) это волновое сопротивление (Zo). Т.е. в случае с линией передачи питания по Атаеву и Болотникову (с низким Zo) получается, что мы снижаем Zo только для того, чтобы снизить Q , т.е. сделать невозможным возникновение условий появления "звона".... А эти "переходные искажения" (по Атаеву и Болотникову) - похоже это резкие всплески тока, с относительно короткими фронтами. А согласно умной книжке помоему длительность фронтов тоже причём, чем короче длительность фронта, тем больше условий для возникновения "звона".

Добавлено через 46 минут
Всё вышенаписанное справедливо только для линий с сосредоточенными параметрами. Т.е. если за точку отсчета принять Fknee = 250 мГц (частота излома огибающей спектра, помните, которая зависит только от длительности фронта). Ну и вот, не вдаваясь в утомительные подробности, при условии, что мы допустим используем в качестве диэлектрика стеклотекстолит FR-4, получаем максимальную длину дорожки (при котором она будет удовлетворять условию "линия с сосредоточенными параметрами") - 4,7 см. Если длина дорожки будет длинее 4,7 см, значит получим линию с распределенными параметрами, а это уже сложнее Короче, читаем книжку дальше...

Всё вышенаписанное также справедливо для линии с распределенными параметрами (т.е. в нашем случае длиннее 4,7 см) при условии, что такая линия будет согласованной: - а) либо с импедансом нагрузки (лучший вариант); - б) либо с импедансом источника (вариант похуже). "Согласованной" значит импеданс нагрузки или источника (соответственно) должен быть равным волновому сопротивлению линии.

Ну и последнее наверное из основ. Линия передачи может работать в двуж режимах: - а) Режим малых потерь; - б) RC-режим. Если w << R / L значит это RC-режим. Если w >> R / L значит это режим малых потерь. Где w - круговая частота (w=2Пиf); R - погонное активное сопротивление линии (например Ом/дюйм); L - погонная индуктивность линии (например Гн/дюйм)... RC-режим нас не интересует, т.к. в такой линии возникают искажения формы сигнала, т.е. такая линия - нелинейная, в зависимости от частоты.... Интересует нас только режим малых потерь.... Дальше (ИМХО). Если за f (из вышеприведенной формулы w=2Пиf) принять самую низкую частоту нашего УНЧ (например 15 Гц). Т.е. если отталкиваться от f=15 Гц, то помоему возвратные токи в сплошном слое земли должны протекать по пути наименьшей индуктивности, т.е. точно под сигнальными дорожками. Но это пока предположение, не могу сообразить.

[Nagema]

Offтопик:

Всегда? По-моему нада быть рафинированым извращенцем, чтобы например "объёмно" монтировать детальки для smd.

В том-то и суть, чьтоб ножки /ой/ микросхем были пере-/ой/-крещены.

Тогда никто никуда не наведётся. Даже ток.

[ottisk]

Вот такая предварительная концепция вырисовывается (в рамках темы).

ПРАВИЛО ПЕРВОЕ. Все соединения в УНЧ следует рассматривать как линии передачи. Это абсолютно все провода и печатные дорожки на плате.

ПРАВИЛО ВТОРОЕ. Перед тем как проектировать УНЧ следует хорошенько подумать, и выбрать частоту излома Fknee (с запасом). Допустим выбрали Fknee=200 мГц. Отсюда вытекают все следующие правила.

ПРАВИЛО ТРЕТЬЕ. Все линии короче 4,7 см (1/6 "электрической длинны" волны) следует рассматривать как короткие линии, т.е. как линии с сосредоточенными параметрами. Все линии длиннее 4,7 см следует рассматривать как длинные линии, т.е. линии с распределенными параметрами.

ПРАВИЛО ЧЕТВЕРТОЕ. Для предотвращения "звона" все короткие линии необходимо проектировать так, что бы их Q (добротность) была меньше или равна 0,5.

ПРАВИЛО ПЯТОЕ. Для предотвращения "звона" все длинные линии должны быть согласованны со стороны нагрузки (лучший вариант), или со стороны источника. Согласованны – значит импеданс нагрузки (или источника, соответственно) должен быть равен волновому сопротивлению линии. .... Дальше ИМХО, т.к. не нашел информации конкретно по этому поводу. Подозреваю, что не очень длинные линии (ну допустим ?, или 2-3 "электрической длинны), кроме согласования импеданса требует еще принятия мер по снижению Q.

Добавлено через 25 минут
Подумалось тут. Все эти разговоры о влиянии на звук сетевых проводов. Интересная картина вырисовывается, если сеть рассматривать как линию передачи. А это без сомнения - линия передачи. Причем линия гадкая, работающая в RC-режиме, т.е. нелинейная в зависимости от частоты. Ну и вот, смотрите. Допустим питаем мы от сети усилитель в классе АВ. Мало того, что диоды выпрямителя периодически подключают банки к вторичке тр-ра, т.е. ток скачет с частотой 50-100 Гц (в зависимости от выпрямителя), так еще сам усилитель потребляет ток скачкообразно (кроме этого в сети присутствуют достаточно высокочастотные помехи). А ток то, он же не из воздуха берется, а конечном итоге из сети... В общем об этом конденсаторе (допустим 0,05- 1,0 мкф), который обычно подключают параллельно первичке тр-ра. По идее подключать надо не просто конденсатор, а RC-цепь. Главное здесь R (сопротивление), а конденсатор просто развязывает R по переменному току. Если сеть - линия передачи, значит у этой линии есть какое-то волновое сопротивление, пускай даже какое то среднее Zо (она же собака бешенная - нелинейная, т.е. Zо скачет). И сеть - длинная линия. Т.е. для того, что бы в ней небыло "звона" необходимо ёё согласовать по переменному току, по выходу, на нагрузке. А нагрузка у нас - трансформатор. Т.е. необходимо включить параллельно первички R=Zo (через конденсатор). И получается, в связи с разнообразием разной проводки, каждая розетка - она уникальна, в рамках темы Вот если бы эту линию - сеть, можно было как то развязать на определенном участке, ближе к усилителю. Т.е. каким то образом дать усилителю питающую сеть со стабильным Zo Развязать полностью не получится, это понятно, хотя бы частично, по бОльшей части. Может быть можно развязать с помощью какого-нибудь могучего трансформатора? Надо подумать....

[AMUR]

Подумалось тут. Все эти разговоры о влиянии на звук сетевых проводов. Интересная картина вырисовывается, если сеть рассматривать как линию передачи. А это без сомнения - линия передачи. Причем линия гадкая, работающая в RC-режиме, т.е. нелинейная в зависимости от частоты. Ну и вот, смотрите. Допустим питаем мы от сети усилитель в классе АВ. Мало того, что диоды выпрямителя периодически подключают банки к вторичке тр-ра, т.е. ток скачет с частотой 50-100 Гц (в зависимости от выпрямителя), так еще сам усилитель потребляет ток скачкообразно (кроме этого в сети присутствуют достаточно высокочастотные помехи). А ток то, он же не из воздуха берется, а конечном итоге из сети...

Забавно то, что с усилителями работающими в классе А, картина с влиянием сетевых проводов такая же.

[Yury Novikov]

предварительная концепция вырисовывается

У кого она вырисовывается?

Все соединения в УНЧ следует рассматривать как линии передачи

Вы можете их рассматривать хоть как "каналы для передачи нематериальной и потусторонней информации", только не нужно всем этого советовать и тем более выдавать за истину.

следует хорошенько подумать

Следует хорошенько подумать, - а не пойти ли поучиться в радиотехническом вузе. И уже потом, и из этого рассматривать все предыдущие и последующие "правила Оттиска". Второй вариант о чем следует хорошенько подумать - а не обчитался ли Оттиск книг, в которых вообще них не понял.

Добавлено через 3 минуты

Забавно то, что с усилителями работающими в классе А, картина с влиянием сетевых проводов такая же.

Что же тут забавного? О "влиянии сетевых проводов" на аудиальные бреды пациента, психиатрам известно давно. Явление достаточно хорошо изучено, так же как и т.н. бреды изобретательства, которыми отличается предыдущий автор.

[лысый]

Забавно то, что с усилителями работающими в классе А, картина с влиянием сетевых проводов такая же.

Амур, вы и другие видные деятели профсоюза присмотрелись бы к потерпевшему, Оттиск вроде уже вполне созрел для посвящения в таинства шнурковщины.