При рассмотрении рисунка печатной платы данного РЭА, можно счесть интересным взаимодействие двух параллельных дорожек. Это объясняется тем, что цепь от эмиттера VT3 VT4 через RC цепь R1 R4 C5 к коллектору VT1 является отрицательной обратной связью, отвечающей за качественные характеристики работы усилителя.
Между дорожками может возникнуть паразитная ёмкостная и паразитная индуктивная связи. Нарисую эквивалентную схему соединения деталей данного фрагмента и укажем соединением вид паразитной связи: L1=L2- индуктивности дорожек, между которыми возникает взаимоиндукция Мпар, Спар.— паразитная ёмкость между дорожками.
Необходимо определиться с методикой расчета, расчет электрически длинных или электрически коротких цепей. Электрическую длину линии определяют из соотношения задержки сигнала в линии
и длительностью фронта импульса
. Если
, то линия считается электрически длинной, если
, то линия считается электрически короткой.
Время фронта
можно выбрать из соображений, что в схеме присутствуют пульсации с максимальной частотой 20000 Гц (т.к. при воспроизведении звука используется диапазон частот от 20 до 20000 Гц).
где Т=1/20000=0.00005 с. и тогда:
Время распространения сигнала по линии можно определить по формуле:
Из соотношения
(
), можно определить, что фрагмент проводника данной печатной платы является электрически короткой линией связи.
Определяю степень влияния паразитной ёмкостной связи. Данную паразитную емкость можно определить по формуле:
где
— длина общего участка (см), С0-удельная ёмкость линии, зависящая от ширины проводников и их взаимного расположения (пФ/см). Величина Е – это диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между проводниками. Из рисунка видно, что часть линий электрического поля проходит через воздух, а часть через печатную плату, поэтому в формулу нужно подставлять среднее арифметическое значение диэлектрической проницаемости воздуха и стеклотекстолита.
Найдём d/b, как:
Из графика видно, что это значение соответствует значению удельной ёмкости С0=0,05 пФ.
Нахожу реактивное сопротивление по следующей формуле:
Получив значение реактивного сопротивления можно сделать вывод, что паразитная ёмкость не вносит значительных искажений. Но чтобы окончательно удостовериться в том, что емкостная связь не влияет на работу схемы, воспользуюсь формулой для определения предельной длины общего участка короткой линии связи:
здесь Кп – коэффициент помехоустойчивости. а — толщина дорожки, b – ширина дорожки, d – расстояние между ними. Коэффициент помехоустойчивости определяется по формуле:
где
— номинальное напряжение в схеме. При
=0,1*
, коэффициент помехоустойчивости будет равен:
Очевидно, что при общей длине участка короткой линии связи
=1.5 cм емкостные помехи не возникают.
Рассмотрим индуктивную связь между параллельными дорожками.
Паразитную взаимоиндукцию можно определить по формуле:
где L1 и L2 – индуктивности рассматриваемых проводников. Индуктивность проводника можно определить по формуле:
где d – расстояние между осями проводников, r — радиус сечения проводников. В нашем случае имеем следующие цифры: d=25 мм, r=20 мкм=20?10-6 м,
для меди составляет 10,3. Находим L:
L1=L2=2.9 мкГн. Определим величину паразитной взаимоиндукции
Для того, чтобы определить степень влияния паразитной взаимоиндукции, необходимо найти
. Т. к. схема аналоговая и
здесь быть не может, то зададимся
Для обеспечения устойчивой работы транзистора, необходимо чтобы выполнялось следующее условие:
=
=1.1*5*10-3*200=1.1 Гн. Очевидно, что 1,28 мГн <1.1 Гн и паразитная взаимоиндукция не влияет на функционирование транзистора и всей схемы.
