なぜ抵抗器とコンデンサーを積み重ねるのですか?


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前任者からチャージアンプ/シェーピング回路を引き継ぎました。電流から電圧への変換を行うローパスフィルターを作成したいとき、彼は次のような標準回路を持っていました。

回路図

この回路のシミュレーションCircuitLabを使用して作成された回路

彼は、R9C11に対して単一のフットプリントを作成し、次のように互いの上にはんだ付けします。

フィードバックコンポーネントがスタックされたPCB

このように回路を設計した理由は何でしょうか?私はこの特定のテクニックを他のどこにも見たことがない。私の目には、アセンブリの観点からだけでなく、コンデンサのフィードバックパスを最小化するためにも、問題があるように見えます。価値のあるものとして、この回路は非常に短い(〜4ns)パルスに対処することを目的としています。


編集:洞察力に富んだコメントをありがとう!この回路の背後にある考え方は、実際には、この場合、PINダイオードによって生成されるパルスを広げることです。コンデンサはCOG +/- 10%です。

この回路に関する混乱を拡大するために、スタックによって寄生が変化することに同意します。しかし、コンデンサと抵抗は両方とも0603であることを述べておかなければなりません(写真から明らかでない場合)。設計者が寄生成分を心配しているなら、彼の最初のステップはコンポーネントのサイズを小さくすることだと思っていました。

私は取締役会に関する他のいくつかの問題を修正しており、このスタッキングビジネスで重要な何かを見逃さないようにしたかったのです。有益な洞察に再び感謝します。


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それは...確かに浮遊インダクタンスに対処する方法です
イグナシオバスケス-エイブラムス

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回路のコーナー周波数は40 kHzです。ここでは、浮遊インダクタンスが問題になるとは思わない。ただし、4 pFで設計された容量を考えると、浮遊容量を最小限に抑えることが意図されている場合があります。また、これらの部品の下のグランドカットアウトやそれらに接続するワイヤなどのレイアウト機能も注意深く調べます。
光子

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@EugeneSh.。ただし、シルクスクリーンには両方の指定子があります。
光子

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最初の問題は、OPA846が7未満のゲインでは安定しないため、「いわゆる」電流源の詳細がなければ、この質問は私には死んでいるように見えることです。エンジニアは、別の理由でそれを使用した設計からこのトリックを「学習」している可能性が高いです。
アンディ別名

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@Seth-フォトダイオードの自己静電容量は3000 pFであり、これは、回路を設計したエンジニアが自分が何をしているのかわからないことを意味します。4 pFははるかに高くなければならず、抵抗の上に置く必要はなくなりました。フォトダイオードが約40 pFである場合は、理由があるかもしれませんが、3000 pFの場合はそうではありません!!!
アンディ別名

回答:


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40kHzを忘れてください-この種の回路は非常に高い周波数で発振するのが本当に好きです-フィードバック抵抗は、数pFと比較して高周波でほぼオープン(1M)であり、アンプのゲイン帯域幅積は1.75GHzです。その点では、フォトダイオードトランスインピーダンスアンプに似ています。さらに重要なことは、非常に高い周波数成分で入力を測定していることです。

彼は、反転入力と4pFキャップの浮遊容量の値を最小限に抑え制御したいと思っているようです。高周波では(4nsのパルスとアンプのロールオフによって示されるように)、これは基本的に容量性回路です。出力電圧は、時間をかけて積分した入力電流を約4pFで割ったものです。4pFフィードバック(積分)コンデンサ(およびアンプの入力容量)は、トレースおよびパッドからの浮遊容量よりも大きくありません。抵抗自体でさえ、静電容量に1%を追加します(0603と仮定)。

もちろん、この種のことは「場の強化」として現れることがあります(例えば、アンプが振動して、フィードバック抵抗の上部にキャップが貼り付けられます)が、この場合は明らかに意図的でした。


この回路がトランスインピーダンスアンプとして機能し、コンポーネントが0603であると仮定するのは正しいことです。私の考えでは、コンデンサは+/- 10%であり、0603リードにより1%しか追加されないため、これは不要です。0402(または低消費電力の場合は0201)に置き換えることでさらに削減できると思いますか、それとも利益が残っていると思いますか?
セス

トレースとパッドは、0603の小さなエンドツーエンドの静電容量よりもはるかに大きな静電容量を持つ可能性がありますが、実際にはその利点はわずかであると思われます。
スペロペファニー16

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@ IgnacioVazquez-Abramsが言ったように、これは、不要な発振を引き起こす可能性のある浮遊インダクタンスを減らすための一般的な方法です。私は実際、この方法が非常に頻繁に使用されるのを見ました。特に、過剰なインダクタンスと振動に敏感な回路で。簡単に言えば、フィルターのパフォーマンスが向上します。

浮遊インダクタンスがそれほど問題にならないような低速の回路では、高密度設計でPCBのスペースを節約するためにこの方法を使用できます。

ピックアンドプレースマシンが実際にこれを行うように設計されているとは思えないため、確かに生産には理想的ではありません。これは手作業で行う必要があり、時間とコストが増加することを想像します。

特定の例には当てはまりませんが、この方法を使用して抵抗値/容量値を調整することもできます。抵抗が少し高すぎる場合は、等価抵抗を減らすために、その上に別の抵抗を置くことがあります。同様に、コンデンサを別のコンデンサの上に置くと、静電容量が増加します。


この構造は、40 kHzのコーナー周波数を持つフィルターで意味がありますか?
光子

うーん、たぶんそれはスペース節約のためだけだった。回答を編集しました。
DerStrom8

なんらかの理由で4pFを使用しており、かなり正確である必要があるためです。それ以外の場合は、帯域幅は、MICH異なります
グレゴリーKornblum

標準的な手順として、RF回路に二重にスタックされたsmdコンデンサを見てきました。手動で1つずつ追加する手間はわずかです。つまようじでそれらを保持しました。一端をハンダ付けし、次にもう一端をハンダ付けしてから、強力な接続のためにハンダ付けします。写真のはんだは、スズ/鉛はんだのように非常に光沢があります。
Sparky256

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@ Sparky256手で行うのは難しいと言っているのではなく、手でやらなければならないという事実が、組み立てプロセスに必要な時間とコストを増やすと言っているだけです。
DerStrom8
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