原创 PCB（印刷线路板）设计中如何减少谐波失真

实际上印刷线路板(PCB)是由电气线性材料构成的，也即其阻抗应是恒定的。那么，PCB为什么会将非线性引入信号内呢？答案在于：相对于电流流过的地方来说，PCB布局是“空间非线性的。
 
放大器是从这个电源还是从另外一个电源获取电流，取决于加负载上的信号瞬间极性。电流从电源流出，经过旁路电容，通过放大器进入负载。然后，电流从负载接地端(或PCB输出连接器的屏蔽)回到地平面，经过旁路电容，回到最初提供该电流的电源。
　　
电流流过阻抗最小路径的概念是不正确的。电流在全部不同阻抗路径的多少与其电导率成比例。在一个地平面，常常有不止一个大比例地电流流经的低阻抗路径：一个路径直接连至旁路电容；另一个在达到旁路电容前，对输入电阻形成激励。图1示意了这两个路径。地回流电流才是真正引发问题的原因。
　　
当旁路电容放在PCB的不同位置时，地电流通过不同路径流至各自的旁路电容，即“空间非线性所代表的含义。若地电流某一极性的分量的很大部分流过输入电路的地，则只扰动信号的这一极性的分量电压。而若地电流的另一极性并没施扰，则输入信号电压以一种非线性方式发生变化。当一个极性分量发生改变而另一个极性没改动时，就会产生失真，并表现为输出信号的二次谐波失真。图2以夸张的形式显示这种失真效果。

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