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5/10/2018 Como Desenhar a Placa de Circuito Impresso_pdf - slidepdf.com

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Como desenhar a placa de circuito impresso!

Este trabalho dá algumas dicas importantes de como desenhar placas de circuitoimpresso para aplicativos que utilizem circuito analógico com amplificadores

operacionais para evitar a interferências devido ao ruído elétrico

Índice:

01 Introdução:............................................................................................................... 202 Ruído elétrico:.......................................................................................................... 3

03 Materiais para a construção da PCI:.......................................................................... 4

04 Qual o melhor número de camadas:.......................................................................... 5

05 A questão do aterramento:........................................................................................ 7

06 Freqüência de corte característica dos componentes passivos: ................................ 10

07 Resistores:.............................................................................................................. 11

08 Capacitores: ........................................................................................................... 12

09 A trilha da PCI e as antenas:................................................................................... 1310 Capacitores entre o plano de terra e as trilhas: ........................................................ 15

11 Trilhas indutivas: ................................................................................................... 1612 Resíduos do fluxo: ................................................................................................. 17

13 Desacoplamento:.................................................................................................... 1814 Isolando as entradas e as saídas: ............................................................................. 21

15 Encapsulamento: .................................................................................................... 2216 Seções não usadas: ................................................................................................. 23



01 Introdução:

A maioria dos projetistas de circuitos analógicos está familiarizada com ascomplexidades dos circuitos e dominam o seu funcionamento teórico. Há umacomponente adicional, no entanto, que deve ser considerado para o projeto ser um

sucesso, a placa do circuito impresso (PCI ou PCB em inglês) onde o circuito serámontado!

Os circuitos analógicos são muito diferentes dos circuitos digitais e o lay-out deveser dividido em duas áreas, cada uma, desenvolvida com suas característicaspróprias, uma área para o circuito analógico e outra para os circuitos digitais!

Os efeitos do circuito impresso tornam-se mais evidentes em circuitos analógicosde alta velocidade, mas alguns erros comuns, que serão descritos adiante, podem

afetar o desempenho até mesmo de circuitos de áudio.

Qualquer efeito causado pela placa de circuito impresso em si deve ser minimizado,de modo que o funcionamento dos circuitos analógicos produzidos na linha deprodução seja o mesmo do protótipo.

Em um projeto normal, especialmente os de grandes equipamentos digitais, oprojetista não deve menosprezar o desenho da placa de circuito impresso e oprojeto da placa deve ser desenvolvido o mais rápido possível para não

comprometer o tempo de desenvolvimento do projeto.

Um circuito digital ou analógico pode ser sido simulado, mas na maioria dos casos,o projeto só vai estar completo se o protótipo for testado na placa de circuitoimpresso final. Desta forma o projetista deve incluir no seu contrato o tempo dedesenvolvimento do circuito em si e da placa de circuito impresso sob pena de terque refazer o projeto em função do baixo desempenho do circuito quando montadona placa final.

O projetista digital pode corrigir pequenos erros no circuito do seu projeto atravésda reprogramação da memória flash ou ainda da reprogramação das modernasmatrizes de portas. Este não é o caso dos circuitos analógicos.

Alguns projetos de circuitos analógicos não podem ser corrigidos por simples cortesou jumpers nos circuitos isto pode tornar a placa de circuito impresso PCIinutilizável. É muito importante para o projetista de circuito digital, que estáacostumado a usar o artifício de cortar trilhas e fazer jumpers que leia osparágrafos seguintes antes de mandar a placa de um circuito analógico para a

fabricação.

Se você gastar um pouco mais de tempo no projeto da placa durante odesenvolvimento isto poderá salvar uma placa de milhares de dólares de tornar-se"sucata" devido a um pequeno erro em uma minúscula trilha do circuito analógico.



02 Ruído elétrico:

Existem dois tipos de ruídos elétricos:

* Ruído que se irradiam pelas conexões elétricas.* Ruídos que se irradiam pela atmosfera na forma de ondas eletromagnéticas!

Um ruído elétrico aparece em um circuito analógico através das suas conexões comoutros circuitos. O circuito analógico deve ser ligado ao "mundo exterior" porsomente uma conexão de terra, uma conexão de energia, uma entrada e umasaída. O ruído elétrico pode aparecer no circuito analógico através de qualquer umdesses caminhos, bem como por quaisquer outros que estiverem presentes.

Um ruído elétrico irradiado na forma de ondas eletromagnéticas é irradiado para ocircuito analógico de muitas fontes externas, uma das mais comuns é o circuito

digital de alta velocidade, incluindo os chips DSP que residem em um circuitoexterno ou na própria PCI. Sinais de clock de alta velocidade e circuitos decomutação digital são os principais responsáveis pelo aparecimento de sinais deinterferência de rádio freqüência (RFI). Outras fontes de irradiação do ruído elétricosão as fontes de alimentação chaveada, os telefones celulares, os parelhos derádio, aparelhos de televisão, lâmpadas fluorescente, computadores pessoais nasproximidades, e raios de tempestades.

Mesmo se um circuito analógico só opere na faixa de áudio

freqüência, uma interferência de rádio freqüência (IRF) pode produzir um ruídoperceptível na saída.



03 Materiais para a construção da PCI:

Você deve escolher a PCI em função do tipo de material que a compõe. A escolhacorreta pode evitar uma série de problemas!

Materiais de placa de PCI estão disponíveis em diversos graus, sendo estes graus

definidos por uma organização internacional chamada NEMA (National ElectricalManufacturers Association). Seria muito conveniente para os projetistas se essaorganização estive intimamente ligada a indústria eletrônica, controlandoparâmetros como a resistividade e constante dielétrica do material. Infelizmente,este não é o caso. A NEMA é uma organização de segurança elétrica, e osdiferentes graus da PCI descrevem principalmente as questões referentes aocomportamento com relação a manutenção de chamas, estabilidade em altatemperatura e o grau de absorção da umidade da placa, portanto, a especificaçãode um determinado Grau NEMA não garante os parâmetros elétricos do material.

Se for um fator crítico no projeto, você deverá consultar o fabricante da placa parabuscar informações sobre a matéria prima que foi usada na sua construção.

A matéria prima que compõe uma PCI é classificada em função da sua condição detransmitir chama (FR) de 1 até 5, sendo 1 o mais inflamável e 5 sendo o menosinflamável. Embora não existam regras estabelecidas para isso a escolha descrita aseguir parece ser consenso. O grau FR-4 é comumente usado em placas de circuitoimpresso de qualidade industrial, enquanto que as placas com grau FR-2 sãousadas em equipamentos de alto volume fabricação. Desviar deste padrão sem

uma boa razão pode limitar o número de fornecedores de materiais de placas decircuito impresso e o número de fornecedores de placas prontas, já que oferramental destes fabricantes já está definido para o material considerado comopadrão.

Na escolha de um material da placa, preste muita atenção para a questão daabsorção de umidade. A umidade poderá causar um impacto negativo nodesempenho elétrico. A umidade pode alterar características elétricas importantescomo a diminuição da resistência elétrica da superfície da placa, aumento da fuga

dielétrica através da placa, diminuição da tensão de trabalho e possibilidade deformação arcos elétricos além de afetar a estabilidade mecânica.

Você também deve prestar atenção à temperatura de funcionamento da placa.Temperaturas elevadas podem ocorrem em lugares inesperados, como porexemplo, nas proximidades de grandes chips digitais que estão operando em altavelocidade. Se o calor aumentar nas proximidades de um desses grandes CI's queestá próximo de um circuito analógico você deve estar ciente de que tanto o PCIcomo as características do circuito podem variar com a temperatura. Você deve ter

um cuidado especial na montagem de resistências de potencia em PCI e dosdissipadores de calor para que o calor destes componentes não afete a integridadeda PCI.



04 Qual o melhor número de camadas:

Muitas vezes, o número de camadas da placa já foideterminado por limitações do sistema. Se o projetista tem uma possibilidade deescolha ele deve seguir algumas orientações.

Circuitos eletroeletrônicos simples a maioria da vezes são fabricados em PCI em

face única, usando placas compostas de matéria-prima barata com FR-1 ou FR-2com um revestimento de cobre fino. Estes projetos incluem frequentemente muitosfios de jumper, simulando um circuito de dupla face. Essa técnica é recomendadaapenas para circuitos de baixa freqüência. Por razões descritas mais adiante, estetipo de projeto é extremamente sensível ao ruído irradiado, portanto, é realmentemuito mais complexo projetar este tipo de placa, devido aos muitos fatores quepodem dar errado.

O próximo nível de complexidade é projetar placas de dupla face. Inicialmente, este

tipo de placa parece ser mais fácil de fazer o roteamento das trilhas porque ela temduas camadas de cobre, o que torna possível criar rotas de passagem para os sinaisatravés de camadas diferentes. Enquanto que isto é certamente possível, não érecomendado para circuitos analógicos. Sempre que possível, a camada inferiordeve ser dedicada a um plano de terra contínuo, e todos os outros sinais deverãoser roteados na camada superior. Um plano de terra proporciona vários benefícios:

* O terra é freqüentemente a conexão mais comum do circuito, sendo este terrauma camada inferior fica mais simples este tipo de conexão

* Aumenta a resistência mecânica da placa.* Reduz a impedância de todas as conexões do circuito ao terra o que reduz acondução de ruídos elétricos indesejáveis.* Acrescenta uma capacitância distribuída a todos a rede no circuito, ajudando asuprimir o ruído irradiado.* Ela atua como um escudo para os ruídos provenientes de radiações originadaspor baixo da placa.

Uma Placa de face dupla, apesar de seus benefícios, não é

a melhor método de construção, especialmente para os projetos sensíveis ainterferências ou circuitos operando com altas velocidades de comutação. Aespessura das placas mais comuns é de 1,5 mm esta espessura é muito grandepara que os benefícios citados acima sejam plenamente alcançados. Por exemplo, acapacitância distribuída é muito baixa para desviar os sinais de interferência devidoa espessura da placa.



Projetos críticos pedem o uso de placas com múltiplas camadas, embora seja maiscaro, esta escolha tem os seguintes benefícios:

* Fica mais simples o roteamento dos circuitos de potência, bem como dasconexões de terra. Se a alimentação está montada em um plano, ele está

disponível para todos os pontos do circuito simplesmente criando vias para estesplanos.* A possibilidade de termos varia camadas disponíveis para o roteamento de sinaisfaz o roteamento mais fácil.* Haverá melhor capacitância distribuída entre os planos de potencia e o terra,reduzindo o ruído de alta freqüência.

A decisão de usar placas multicamadas é complexa, exigindo que o projetista peseo custo e o desempenho. Nesta análise você deverá considerar os custos dos testes

de qualificação, se houver, além do tempo gasto para o roteamento. As placas dotipo multicamadas representam um risco bem menor para o projetista.



05 A questão do aterramento:

O bom aterramento é um fator fundamental no projeto da placa de circuitoimpresso. A questão do aterramento adequado deve ser levada em conta desde osprimeiros passos do projeto, a partir da sua concepção conceitual.

Um aterramento separado para os circuitos analógicos e digitais é um dos métodosmais simples e eficazes para a supressão de ruído. Uma ou mais camadas emplacas multicamadas geralmente são dedicados aos planos de terra. O projetistadeve tomar cuidado quando os circuitos analógicos forem conectados diretamente aesses planos de "terra". O caminho retorno dos circuitos analógicos e os retornosdos sinais digitais não devem ser misturados, cada um deve ter o seu própriocaminho e não deve haver cruzamento. Os roteadores tendem a ligar todos osterras juntos, gerando um verdadeiro desastre.

Os planos de terra e de potencial estão a um mesmo potencial AC mesmo sendomontados em camadas diferentes devido às capacitâncias distribuídas e aoscapacitores de desacoplamento, portanto, é importante isolar os planos depotenciais como um todo.

Não sobreponha planos analógicos e digitais (ver Figura 1). Faça os planosanalógicos coincidir com outros planos analógicos e planos digitais com outrosplanos digitais. Se um plano analógico e outro digital se sobrepõem, ascapacitâncias distribuídas na sobreposição acabarão por introduzir um ruído de alta

freqüência no circuito analógico indo contra o conceito da utilização de planosseparados!

Figura 01 sobreposição de planos digitais e analógicos!



Terras separados não significa que os terras dos sistemas não possam serconectados juntos, em algum ponto eles devem ser comuns, de preferência em umponto único e de baixa impedância. Na totalidade do sistema existe somente umpotencial de terra, tanto para o sistema de segurança, como para os circuitos ACcomo os terras das baterias retornam para um terra comum no final. Múltipospontos de terra faz aparecer uma corrente entre estes pontos que poderão induzirinterferência. Todos os terras deverão ser conectados em um único ponto que é

chamado de terra do sistema, normalmente é o chassis (figura 2). Escolher esteponto de ligação é uma das tarefas mais difíceis do projeto!

Figura 02 mostrando a forma de ligar os terras em um sistema elétrico.

Sempre que possível escolha pinos separados em conectores para os retornos do

terra e combine todos os retornos do terra em um único ponto do sistema. Com opassar do tempo o envelhecimento dos pinos e o continuado conecta desconectafaz aumentar a resistência dos contatos, desta forma é conveniente distribuir ospontos de terras por mais de um pino.

A maioria dos circuitos digitais que é construída em placas de mais um planopossuem dezenas de redes. A adição de redes raramente constitui um problema,mas a adição de conectores sim. Se não tiver saída e for necessário usar um pontocomum para duas redes diferentes você deve estudar com o máximo cuidado a rota

de passagem destes pontos comuns, e ter em mente que algum ajuste poderá sernecessário no final do projeto.

É importante manter os circuitos digitais o mais afastado possíveis dos circuitosanalógicos. Faz pouco sentido você isolar os planos de montagem, projetar asconexões as mais próximas possíveis e projetar os componentes passivoscuidadosamente se uma trilha digital de alta freqüência for montada justamente aolado de uma trilha do circuito analógico. As trilhas dos circuitos digitais deverão semontadas ao redor das trilhas dos circuitos analógicos e as trilhas dos circuitos

digitais não deverão sobrepor planos de terras dos circuitos analógicos, veja afigura 03.



Figura 03: Circuitos digitais e analógicos não devem ficar sobrepostos.

Muitos sinais de clock dos circuitos digitais possuem tão alta freqüência que mesmoas pequenas capacitâncias parasíticas entre trilhas e planos de montagem acoplamruídos significativos! Você deve ter em mente que não é somente o ruído devido afreqüência fundamental, mas também as harmônicas de alta freqüência são

potenciais causas de interferência.Você deve colocar os circuitos analógicos o mais próximo possível das entradas esaídas da placa. As trilhas digitais que operam com CI's de alta corrente deverãoser mantidas longe dos componentes das trilhas dos circuitos analógicos. As trilhasde potência normalmente são construídas com maiores dimensões, quanto menorfor a resistência destas trilhas tanto menor será a interferência, no entanto astrilhas mais largas fazem aparecer capacitores parasíticos maiores aumentando ainterferência!



06 Freqüência de corte característica dos componentes passivos:

Muitos projetistas são completamente ignorantes sobre o comportamento em altasfreqüências dos componentes passivos usados em circuitos analógicos. Oscomponentes passivos possuem limites quanto a freqüência de trabalho e a

operação fora da range de trabalho especificada pode causar comportamentosinesperados. Muitas vezes um componente projetado corretamente na teoria podeter um comportamento de um componente totalmente diferente na prática. Vocêdeve projetar o circuito levando em conta as características dos componentespassivos em altas freqüências.



07 Resistores:

O comportamento de um resistor em altas freqüências pode ser modelado como nafigura 04.

Figura 04: Características do resistor em altas freqüências.

Os resistores podem ser construídos de três formas, bobinados, deposição decarbono e filmes. Você já sabe que os resistores bobinados apresentam altasindutâncias, porque eles são na verdade bobinas de fios resistivos. Este tipo deresistor apresenta uma forte característica indutiva em altas freqüências.

Já o capacitor Cp está em paralelo com o resistor e resistores montados emparalelo irão associar capacitores em paralelo aumentando a capacitância total.Normalmente o valor do resistor é muito menor do que a reatância do capacitor deforma que a influência será desprezível, exceto em resistores de alto valoroperando em altas freqüências.



08 Capacitores:

O comportamento dos capacitores em altas freqüências pode ser modeladoconforme a figura 05 abaixo.

Figura 05: comportamento de um capacitor em altas freqüências.

Capacitores de filme plástico e eletrolíticos possuem filmes de material condutores

enrolados um sobre o outro o que acarretam no surgimento de indutânciasparasíticas. os capacitores de cerâmica possuem auto-indutâncias bem menorespodendo ser usando em circuitos de freqüências mais altas.

Também existe a corrente de fuga entre as placas Rp, que aparece no modelocomo uma resistência em paralelo com o capacitor.

O componente parasítico mais importante é a resistência série ESR. Esta resistênciaé devido aos terminais em série com o capacitor, solda destes terminais com as

placas e devido a própria condutividade das placas e do eletrólito em capacitoreseletrolíticos. A resistência série do capacitor eletrolítico é muito maior do que aresistência série de um capacitor de filme plástico de mesmo valor. Capacitoresusados para desacoplamento de vem ter baixo valor de ESR e qualquer resistênciaem série diminui a efetividade do capacitor para filtrar ripples e ruídos. Altastemperaturas também aumentam drasticamente a resistência série ESR e podedanificar permanentemente o capacitor principalmente o eletrolítico.

Os terminais do capacitor também podem acrescentar indutâncias extras, para

pequenos capacitores é importante manter os terminais os mais curtos possíveis. Acombinação do capacitor mais indutâncias parasíticas podem produzir circuitosressonantes!



09 A trilha da PCI e as antenas:

As trilhas da placa de circuito impresso funcionam como antenas. Trilhas comunsem placas de circuito impresso apresentam indutâncias que variam entre 6 nH a12 nH por centímetro. Acima de 100kHz muitas trilhas são indutivas, não resistivas!

Uma regra prática para antenas é que ela começa a acoplar energia significativaquando o seu comprimento é maior do que 1/20 do comprimento de onda recebido,desta forma, uma trilha de 10 cm começa a funcionar como uma boa antena parafreqüências acima de 1,5MHz. Observar que as ondas quadradas emitemharmônicas em toda a faixa de freqüência e as trilhas funcionam como eficientesantenas.

Uma trilha com caminho em loop (fechado) também pode funcionar como umaantena. Muitos projetistas de circuitos digitais sabem que trilhas com caminhos em

loop são críticas em desenhos de placa de circuito impresso. A maioria dosprojetistas presta muita atenção para evitar trilhas com caminhos em loop emcircuitos digitais com clocks de alta velocidade ou sinais de reset, no entanto, nãoprestam a mesma atenção em circuitos analógicos. Visualizar trilhas em loop émuito fácil, no entanto, pedaços de laços são difíceis de visualizar. Considere ostrês casos mostrados na figura 06.

A versão "A" é a pior solução, neste caso não é utilizado um plano de terra comoum todo e o loop é formado pela trilha de sinal e o terra. Um campo elétrico "E", e

um campo magnético "H" perpendicular formam a base para gerar uma antenadevido ao caminho em loop!

A versão "B" já apresenta um desenho melhor, mas há um corte no plano de terracriando uma pequena antena devido ao caminho em loop entre o sinal e o caminhode retorno pelo terra.

A versão "C" é o melhor desenho. O sinal e o caminho do retorno são coincidemeliminando completamente o efeito da antena devido ao caminho em loop. Note

que existe cortes no plano de terra para inserir o CI, mas ele foi criado distante docaminho do sinal de retorno.

Figura 6: Comparação entre desenhos.



Quando uma trilha é desenhada em um canto em ângulo 90º ondas refletidaspodem ocorrer, isto ocorre em primeiro lugar devido a variação na dimensão datrilha e ao vértice, a largura da trilha aumenta em torno de 1,414 da larguranormal (veja a figura 7).

Este tipo de quebra no desenho de uma linha de transmissão altera as indutânciase capacitâncias distribuídas causando a reflexão. É sabido que nem toda a trilha

pode ser em linha reta e curvas deverão aparecer gerando cantos. A maioria dosprogramas de CAD arredonda os cantos de 90º, no entanto esse arredondamentodificilmente mantém a dimensão da trilha constante. A figura 07 mostra as formasde desenhar os cantos de uma trilha, somente o último desenho mantém adimensão da trilha constante e minimiza o efeito da reflexão da onda. Muitosprogramas de CAD modernos apresentem este recurso.

FIGURA 07: Desenhando trilhas com cantos!



10 Capacitores entre o plano de terra e as trilhas:

Uma trilha apresenta uma espessura definida pela folha de cobre. A espessura dafolha de cobre algumas vezes é definida em uma unidade chamada de "onça",quanto maior o valor em "onça" tanto mais espessa é a lâmina de cobre. Se duastrilhas correm lado a lado há o aparecimento de capacitâncias e indutâncias entre

elas, como mostra a figura 8. a fórmula para este efeito parasítico pode serencontrado no estudo das linhas de transmissão, mas são muito complexas paraser incluídas neste trabalho, no entanto fica claro que mais espessa for a trilhatanto maior será o capacitor parasítico.

Trilhas de sinais não devem ser roteadas lado a lado, a menos que você queira queo efeito de uma linha de transmissão seja desejado, de outra forma, um espaço detrês vezes a dimensão da trilha deve ser mantido entre elas!

Figura 8: Verdadeiro comportamento de trilhas paralelas.



11 Trilhas indutivas:

Sempre que uma trilha é usada para conduzir energia indutâncias parasítica sãoformadas. Estas indutâncias são pequenas, mas podem ser um problema em altasfreqüências. É uma boa política evitar que trilhas de energia e trilhas de sinaissejam montadas no mesmo plano da placa!



12 Resíduos do fluxo:

Uma placa de circuito impresso com sujeira pode afetar a performance do circuito.A sujeira pode apresentar um caminho de alta resistência ou até mesmo apresentaruma resistência elétrica de alguns mega ohms, desta forma preste especial atençãoa limpeza da placa de circuito impresso!

A montagem final poderá ser afetada de forma adversa pelos resíduos do fluxo desolda e do material de limpeza.

A indústria eletrônica nos últimos anos têm se juntado ao restante do mundo noque diz respeito a responsabilidade ambiental. Produtos químicos perigosos estãosendo removidos da linha de montagem, incluindo os fluxos de solda que devemser limpos com solventes orgânicos, fluxos solúveis em água já estão sendousados, mas a água por si só pode ser contaminada por impurezas, estas

impurezas fazem baixar a resistência elétrica do substrato que forma a placa decircuito impresso. É de vital importância usar água destilada sempre que umcircuito de alta impedância for limpo. Existem aplicações que pedem o uso desolventes e fluxos orgânicos antigos, como por exemplo, fontes de tensão de muitobaixa potência, equipamento com resistores da ordem de tera ohms etc..

Não esqueça de que um bom sistema de exaustão deve ser usado para evitar que ovapor do fluxo venha a se depositar na placa.



13 Desacoplamento:

Ruído em circuitos analógicos podem se propagar via pinos de conexão do circuitointegrado como um todo e o amplificador operacional em si. Se um circuitoanalógico estiver localizado na mesma placa de um circuito digital, é importantedesacoplar os circuitos analógicos e digitais, desta forma capacitores de

desacoplando em paralelo com os pinos de alimentação do circuito integrado devemser usados.

A tabela abaixo mostra as freqüências de trabalho máxima dos capacitores maiscomuns.

Tabela com a freqüência máxima de aplicação dos capacitores:

Capacitores de tântalo não devem ser usados em freqüências acima de 1 MHzdesacoplamento efetivo em altas freqüências é conseguido com capacitores decerâmica.

A auto-ressonância do capacitor deve ser conhecida e evitada ou o capacitor usadopara auxiliar poderá se tornar mais um problema.

A figura 9 mostra o valor da auto-ressonância dos capacitores mais usados emcircuitos de desacoplamento: 10uF de tântalo e 0,01uF de cerâmica.



Figura 9: Valores típicos de auto-indutância dos capacitores de tântalo 10F ecerâmica 0,01uF.

Embora os valores da figura 9 sejam típicos estes gráficos podem variar defabricante para fabricante. O importante é garantir que a auto-indutância do

capacitor estará muito acima da freqüência que você está tentando desacoplar, deoutra forma o capacitor terá o comportamento de um indutor.

Não assuma que um único capacitor de 0,1uF irá desacoplar todas as freqüências.Pequenos capacitores operam melhor para desacoplar altas freqüências do quecapacitores maiores. Quando o desacoplamento estiver sob suspeita tente usar umcapacitor menor ao invés de maiores.

O capacitor de desacoplamento deve ser incluído em todo os componentes de

Circuitos integrados, mesmo que tenha um, dois ou mais componentes na placa decircuito impresso e o capacitor deve ser escolhido de forma cuidadosa paradesacoplar ruído presente no circuito.

Em casos particulares haverá necessidade incluir um indutor em série com a linhada fonte de alimentação e o circuito com amplificador operacional, este indutor juntamente com o capacitor de desacoplamento constitui a primeira linha de defesacontra a interferência. O indutor deve ser ligado antes, nunca depois do capacitor.

Outra técnica de baixo custo consiste em colocar em série com a linha dealimentação um resistor de 10 Ohm a 100 Ohm, este resistor irá formar um filtrode passa baixo com o capacitor de desacoplamento. Existe um custo a ser pago poresta técnica que é a queda de tensão sob a resistência, que dependendo doconsumo de corrente poderá ser muito grande. A resistência vai formar um divisorde tensão onde a segunda resistência é formada pelo circuito integrado.Dependendo da aplicação esta técnica não poderá ser usada.

Sempre existe certa quantidade de baixa freqüência devido ao ripple junto com atensão de alimentação devido ao capacitor de filtro da fonte, assim um capacitoreletrolítico deve ser colocado em paralelo com a entrada da linha de alimentação decorrente contínua, como este capacitor é usado primeiramente para rejeitar baixas



freqüências, um capacitor de alumínio simples poderá ser usado. Um capacitor decerâmica pode ser colocado em paralelo com a linha de alimentação paradesacoplar qualquer radio freqüência existente devido a circuitos de comutaçãopresentes em outras placas ou mesmo na fonte.



14 Isolando as entradas e as saídas:

Muitas das interferências chegam ao circuito através dos pinos de entrada e saídado equipamento. Devido a limitação dos componentes passivos em altasfreqüências a resposta do equipamento em altas freqüências é praticamenteimprevisível.

Em uma situação em que a freqüência da interferência é muito diferente dafreqüência normal de trabalho do circuito a solução pode se simples como aconstrução de um filtro passa baixo que rejeita as altas freqüências e deixa passaras baixas freqüências. Um bom exemplo é o ruído de RF introduzido em umamplificador operacional. Você deve ter cuidado com os filtros do tipo passa baixo.Um filtro passa baixo deve ter como característica uma rejeição de 100 a 1000vezes a partir da terceira harmônica da freqüência de trabalho do circuito. Mais deum estágio podem ser necessários para cobrir toda a faixa de freqüência, se este

for o caso monte o filtro da freqüência o mais próximo da fonte de interferência.

Indutores ou ferrites também podem ser usados em um circuito de filtro. Ferritessão indutivos até uma determinada freqüência acima da qual eles tem umcomportamento resistivo.

O efeito da energia irradiada acoplada a um circuito analógico pode ser tão graveque a única solução para o problema será blindar completamente o circuito, essablindagem é chamada de "Gaiola de Faraday" e deverá ser cuidadosamente

desenhada para não permitir que as ondas irradiadas entrem no circuito, istosignifica que a blindagem não deve ter buracos com dimensões maiores do que1/20 do comprimento de onda da freqüência a ser blindada, este é um pontofundamental. É conveniente desenhar a placa de circuito impresso do começo deforma a permitir adicionar os suportes necessários para construir a blindagem sefor necessário. Se a interferência ainda for muito severa, talvez seja necessárioincluir ferrites em todas as conexões de entrada.



15 Encapsulamento:

Os amplificadores operacionais são montados em uma, duas ou quatro unidadespor circuito integrado. Os amplificadores operacionais com uma unidadefrequentemente possuem pinos auxiliares para ajuste do offset e compensação defreqüência. Se você puder escolher, escolha circuitos amplificadores operacionais

compostos por mais de uma unidade, se você não tiver alternativa e tiver que usarum amplificador operacional com uma única unidade preste atenção aos pinosauxiliares que poderão servir de caminhos extras para a entrada de ruído. Consulteo manual do fabricante, normalmente eles trazem sugestões de como desenhar aplaca de circuito impresso para casos críticos.

Figura 10: CI com duplos ampop reduz o comprimento da trilha.

Normalmente nos circuitos integrados dos amplificadores operacionais os pinos deentrada e saída estão montados em lados opostos do CI, isto pode ser umadesvantagem em circuitos de alta velocidade devido ao traçado mais longo da trilhade circuito impresso, neste caso parece mais interessante usar amplificadoresoperacionais com duas unidades, veja na figura 10.



16 Seções não usadas:

Em muitas aplicações com circuitos integrados com uma ou mais unidades deamplificadores operacionais na mesma embalagem alguns amplificadoresoperacionais não sejam usados, se este é o caso os pinos não usados deverão serconectados apropriadamente, uma conexão imprópria pode gerar o consumo

excessivo de energia, mais calor significa mais ruído nas unidades em uso. Vocêdeve conectar os pinos não usados conforme descrito na figura 11 como ótimo, istoé muito simples de ser feito!

Figura 11: forma de ligar os pinos não usados em um ampop.



Fonte de pesquisa.Nota aplicativa da Texas Instruments Incorporated: the PDB is a componente of opamp design

Sites relacionados:ww w.ti.com/ sc/ docs/ apps/ analog/ amplifiers.html

www.ti.com/sc/amplifiers

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