布線和屏蔽
PCB上存在各種各樣的模擬和數字訊號,包括從高到低的電壓或電流,從DC到GHz頻率范圍。想保證這些訊號不相互干擾是非常困難的。
最關鍵的是預先思考并且為了如何處理PCB上的訊號而擬定出一個計劃。重要的是注意哪些訊號是敏感訊號并且確定必須采取何種措施來保證訊號的完整性。接地平面為電訊號提供一個公共參考點,也可以用于屏蔽。如果需要進行訊號隔離,首先應該在訊號印制線之間留出物理距離。下面是一些值得借鏡的實做經驗:
●減小同一PCB中長并聯線的長度和訊號印制線間的接近程度,可以降低電感耦合;
●減小相鄰層的長印制線長度可以防止電容耦合;
●需要高隔離度的訊號印制線應該走不同的層,而且如果它們無法完全隔離的話,應該走正交印制線,并且將接地平面置于它們之間。正交布線可以將電容耦合減至最小,而且地線會形成一種電屏蔽。在構成控制阻抗印制線時可以采用這種方法。
高頻(RF)訊號通常在控制阻抗印制在線流動。就是說,該印制線保持一種特征阻抗,例如50Ω(RF應用中的典型值)。兩種最常見的控制阻抗印制線、微帶線和帶狀線都可以達到類似的效果,但是實現的方法不同。
微帶控制阻抗印制線,如(圖十三)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為其參考平面。
保護環,或者稱隔離環,是運算放大器常用的另一種屏蔽方法,它用于防止寄生電流進入敏感結點。其基本原理很簡單,用一條保護導線將敏感結點完全包圍起來,導線保持或者迫使它保持(低阻抗)與敏感結點相同的電勢,因此使吸收的寄生電流遠離了敏感結點。(圖十五)(a)顯示了用于運算放大器反相配置和同相配置中保護環的原理圖。圖十五(b)則顯示用于SOT-23-5封裝中兩種保護環的典型布線方法。
還有很多其它的屏蔽和布線方法。欲獲得有關這個問題和上述其它題目的更多信息,建議讀者可閱讀下列參考文獻。
需要考慮的問題包括旁路電源,減小寄生效應、采用接地平面、運算放大器封裝的影響,以及布線和屏蔽的方法。
(作者任職于ADI美商亞德諾)(本文原載于零組件雜志)
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