优化PCB布局实现高速ADC设计.docx

--------------------------校验:_____________-----------------------日期:_____________优化PCB布局实现高速ADC设计优化PCB布局实现高速ADC设计高速设计往往易被忽视或者相当重要。系统电路板布局已成为设计本身的一个主要组成部分,因此,我们必须了解影响高速信号链路设计性能的机制。尽管身为工程师,但我们也很可能“制造”较多麻烦。因此,切忌过分挑剔而使CAD工程师陷入设计困境,这并不能给性能带来任何改善。不要忘记裸露焊盘裸露焊盘有时会被忽视,而它对充分发挥信号链路性能和帮助器件散热却非常重要。裸露焊盘在ADI公司我们通常称之为引脚0,是目前大多数器件下方的焊盘。它是一个重要的接点,一般芯片的所有内部接地都是通过它而连接到器件下方的中心点。您是否已注意到目前有许多转换器和放大器都缺少接地引脚?裸露焊盘就是其原因所在。关键是要将此引脚妥善固定(即焊接)到印刷电路板(PCB),而实现鲁棒的电气和热连接,否则,系统设计可能遭到各种破坏。利用裸露焊盘实现最佳电气和热连接基本分为三个步骤。首先,在可能的情况下,在PCB的各层上都复制裸露焊盘,这将为所有接地和接地层提供较厚的热连接而实现快速散热。此步骤与大功率器件和具有多通道的应用相关。在电气方面,这将为所有接地层提供良好的等电位连接。您甚至还可以在底层复制裸露焊盘(图1),这可作为去耦用热风焊盘接地点和安装底侧散热器的位置。其次,将裸露焊盘分割成棋盘似的多个相同部分。这可以通过两种方式实现:在敞开的裸露焊盘上使用丝网印刷交叉阴影线或者阻焊膜。此步骤可以确保器件与PCB之间的鲁棒连接。在回流焊组装工艺中,无法确定焊锡膏如何流动并最终将器件连接到PCB。出现的问题是,连接可能存在但分布却不均匀。可能仅仅得到一个连接并且连接很小,或者更糟糕的是,此连接位于拐角处。将裸露焊盘分割成较小部分,能够确保每个区域都有一个连接点,从而实现更鲁棒的、均匀连接的裸露焊盘(图2和图3)。最后,应当确保各部分都有过孔连接到地。各区域通常都很大,足以放置多个过孔。组装之前,务必用焊锡膏或者环氧树脂填充每个过孔,这一步非常重要,可以确保裸露焊盘焊锡膏不会回流到这些过孔空洞中,而降低正确连接的机率。《电子设计技术》网站版权所有,谢绝转载去耦和平面电容有时我们会忽略使用去耦的目的,而仅仅在电路板上分散许多数值的电容,使较低阻抗的电源连接到地。但问题依然存在:到底需要多少电容?许多文献表示,应使用多个电容和多个数值来降低输电系统(PDS)的阻抗,但这并非完全正确。事实上,仅需选择正确数值和正确“种类”的电容,就能降低PDS的阻抗。比如我们要设计10mΩ的参考平面,如果在系统电路板上使用多个电容值,便可降低在500MHz频率范围内的阻抗,如图4中的红色曲线所示。图4:标准的去耦电容可以帮助降低高达500MHz的PDS阻抗,而频率超过500MHz时则由平面电容解决。了解所用电容可以降低设计中所用电容的数量和类型。然而,让我们再看一下绿色曲线,其在同样的设计上仅使用了和10μF两种电容。这证明了如果使用恰当的电容,则不需要采用如此多的电容值。这也有助于节省布局和物料清单(BOM)成本。然而,并非所有的电容“生来平等”,即使来源于同一供应商,其工艺、尺寸和样式也有差别。如果未使用