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老外总结:高频PCB布线经验

时间:10-14 来源:互联网 点击:


减小同一PCB中长并联线的长度和信号印制线间的接近程度可以降低电感耦合。

 

减小相邻层的长印制线长度可以防止电容耦合。

 

需要高隔离度的信号印制线应该走不同的层而且——如果它们无法完全隔离的话——应该走正交印制线,而且将接地平面置于它们之间。正交布线可以将电容耦合减至最小,而且地线会形成一种电屏蔽。在构成控制阻抗印制线时可以采用这种方法。


高频(RF)信号通常在控制阻抗印制线上流动。就是说,该印制线保持一种特征阻抗,例如50Ω(RF应用中的典型值)。两种最常见的控制阻抗印制线,微带线4和带状线5都可以达到类似的效果,但是实现的方法不同。


微带控制阻抗印制线,如图13所示,可以用在PCB的任意一面;它直接采用其下面的接地平面作为其参考平面。

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图13. 微带传输线。

 

公式(6)可以用于计算一块FR4板的特征阻抗。
25(6)
H表示从接地平面到信号印制线之间的距离,W表示印制线宽度,T表示印制线厚度;全部尺寸均以密耳(mils)(10-3英寸)为单位。εr表示PC材料料的介电常数。


带状控制阻抗印制线(参见图14)采用了两层接地平面,信号印制线夹在其中。这种方法使用了较多的印制线,需要的PCB层数更多,对电介质厚度变化敏感,而且成本更高——所以通常只用于要求严格的应用中。

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图14. 带状控制阻抗印制线。

 

用于带状线的特征阻抗计算公式如公式(7)所示。

27(7)

保护环,或者说"隔离环",是运算放大器常用的另一种屏蔽方法,它用于防止寄生电流进入敏感结点。其基本原理很简单——用一条保护导线将敏感结点完全包围起来,导线保持或者迫使它保持(低阻抗)与敏感结点相同的电势,因此使吸收的寄生电流远离了敏感结点。图15(a)示出了用于运算放大器反相配置和同相配置中的保护环的原理图。图15(b)示出用于SOT-23-5封装中两种保护环的典型布线方法。

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图15. 保护环。(a)反相和同相工作。(b)SOT-23-5封装。

 

还有很多其它的屏蔽和布线方法。欲获得有关这个问题和上述其它题目的更多信息,建议读者阅读更多参考文献。

结 论
高水平的PCB布线对成功的运算放大器电路设计是很重要的,尤其是对高速电路。一个好原理图是好的布线的基础;电路设计工程师和布线设计工程师之间的紧密配合是根本,尤其是关于器件和接线的位置问题。需要考虑的问题包括旁路电源,减小寄生效应,采用接地平面,运算放大器封装的影响,以及布线和屏蔽的方法。

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