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  • 周經理
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    去耦和層電容、層耦合、分離接地四部分講述P

    發布時間:2018-03-05

    在高速模擬信號鏈設計中,印刷電路板(PCB)布局布線需 要考慮許多選項,有些選項比其它選項更重要,有些選項則取決于應用。最終的答案各不相同,但在所有情況下,設計工程師都應盡量消除最佳做法的誤差,而不要過分計較布局布線的每一個細節。今天為各位推薦的這篇文章,將從裸露焊盤開始,依次講述去耦和層電容、層耦合、分離接地四部分講述。 

        裸露焊盤 

        裸露焊盤(EPAD)有時會被忽視,但它對充分發揮信號鏈的性能以及器件充分散熱非常重要。 

        裸露焊盤,ADI公司稱之為引腳0,是目前大多數器件下方的焊盤。它是一個重要的連接,芯片的所有內部接地都是通過它連接到器件下方的中心點。不知您是否注意到,目前許多轉換器和放大器中缺少接地引腳,原因就在于裸露焊盤。 

        關鍵是將此引腳妥善固定(即焊接)至PCB,實現牢靠的電氣和熱連接。如果此連接不牢固,就會發生混亂,換言之,設計可能無效。 

        實現最佳連接 

        利用裸露焊盤實現最佳電氣和熱連接有三個步驟 

        第一、在可能的情況下,應在各PCB層上復制裸露焊盤,這樣做的目的是為了與所有接地和接地層形成密集的熱連接,從而快速散熱。此步驟與高功耗器件及具有高通道數的應用相關。在電氣方面,這將為所有接地層提供良好的等電位連接。甚至可以在底層復制裸露焊盤,它可以用作去耦散熱接地點和安裝底側散熱器的地方。 

        第二、將裸露焊盤分割成多個相同的部分,如同棋盤。在打開的裸露焊盤上使用絲網交叉格柵,或使用阻焊層。此步驟可以確保器件與PCB之間的穩固連接。在回流焊組裝過程中,無法決定焊膏如何流動并最終連接器件與PCB。連接可能存在,但分布不均??赡苤坏玫揭粋€連接,并且連接很小,或者更糟糕,位于拐角處。將裸露焊盤分割為較小的部分可以確保各個區域都有一個連接點,實現更牢靠、均勻連接的裸露焊盤。 

        第三、應當確保各部分都有過孔連接到地。各區域通常都很大,足以放置多個過孔。組裝之前,務必用焊膏或環氧樹脂填充每個過孔,這一步非常重要,可以確保裸露焊盤焊膏不會回流到這些過孔空洞中,影響正確連接。 

        去耦和層電容 
      
        有時工程師會忽略使用去耦的目的,僅僅在電路板上分散大小不同的許多電容,使較低阻抗電源連接到地。但問題 依舊:需要多少電容?許多相關文獻表明,必須使用大小不同的許多電容來降低功率傳輸系統(PDS)的阻抗,但這并不完全正確。相反,僅需選擇正確大小和正確種類的電容就能降低PDS阻抗。 

        層耦合 

        一些布局不可避免地具有重疊電路層。有些情況下,可能是敏感模擬層(例如電源、接地或信號),下方的一層是高噪聲數字層。 

        這常常被忽略,因為高噪聲層是在另一層——在敏感的模擬層下方。然而,一個簡單的實驗就可以證明事實并非如此。以某一層面為例,在任一層注入信號。接著連接另一層,將該相鄰層交叉耦合至頻譜分析儀。 

        分離接地 

        模擬信號鏈設計人員最常提出的問題是:使用ADC時是否應將接地層分為AGND和DGND接地層?簡單回答是:視情況而定。詳細回答則是:通常不分離。為什么不呢?因為在大多數情況下,盲目分離接地層只會增加返回路徑的電感,它所帶來的壞處大于好處。 

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