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在繪制原理圖時，人們對系統接地回路（或 GND）符號總是有些想當然。GND 符號遍及原理圖的各個角落，而且原理圖假定不同的 GND 在印刷電路板 (PCB) 上都將處在相同的電勢下。事實上，經過 GND 阻抗的電流會在 PCB 上的 GND 連接之間創建電壓差。單端 dc 電路對這些 GND 壓差尤其敏感，因為預期的單端電路可轉變為差分電路，導致輸出誤差。 我們以以下所示標準非反相放大器電路為例加以說明。在輸入電源 VIN 和輸入電阻器 RI的 GND 電勢相等時，適用于我們熟悉的電路增益 1+RF/RI。因此，100mV 輸入信號乘以 10V/V 增益，就等于 1V 的輸出。 在下圖所示電路中，輸入電源 GND 與 RI GND 連接之間已插入一個電壓源 VGND2。結果 = 修改的傳輸函數 + VGND2 電壓 × - RF/RI 反相電路增益。10mV 的 GND 電勢差可將所需 1V 輸出降低 90mV，降至 0.91V。與所需的 1V 輸出相比，這相當于 9% 的相對誤差。 在以下所示電路中，當輸出電壓參考第三個 GND 電勢 VGND3 時，傳輸函數會進一步受到影響。VGND3 電壓將直接從前一個輸出傳輸函數中減去。所以與所需的 1V 輸出相比，20mV VGND3 電壓可將輸出電壓降至 890mV，相當于 11% 的誤差。 使用適當的 PCB 布局技術使電路輸入電源、輸入電阻器以及輸出電壓的 GND 處于相同的電勢下，這樣可減少以上兩個實例中出現的問題。最佳解決方案是使用常見的“星形”GND 方法使重要的 GND 連接在物理上相互靠近。這將降低在 GND 連接之間產生的 PCB 阻抗，進而可減少它們之間的任何電壓電勢差異。在以下所示示例電路原理圖與布局中，輸入電源、輸出電壓與輸入電阻器的 GND 連接都在 PCB 的頂層挨著。這可防止單端電路變成差分電路！ 總之，下次有任何 dc 電路性能問題時，請檢查所有重要 GND 連接的電壓電勢是否都相等。 |
