PCB-Neuigkeiten - Leiterplattenlayout und Verdrahtungsfähigkeiten im Hochgeschwindigkeits-ADC-Design

In der heutigen Industrie, System Leiterplatten Layout ist ein integraler Bestandteil des Designs selbst geworden. Daher, Konstrukteure müssen die Mechanismen verstehen, die die Entwurfsleistung von Hochgeschwindigkeitssignalketten beeinflussen.

Im Hochgeschwindigkeits-analogen Signalkettendesign erfordert das Layout von Leiterplatten (PCBS) die Berücksichtigung vieler Optionen, einige wichtiger als andere und einige abhängig von der Anwendung. Die endgültige Antwort variiert, aber in allen Fällen sollten Konstrukteure versuchen, den Fehler der Best Practice zu beseitigen, ohne sich über jedes Detail des Layouts und der Verkabelung zu besessen. Die Informationen in diesem Anwendungshinweis sind für Konstrukteure für ihr nächstes Hochgeschwindigkeitsdesign-Projekt hilfreich.

Bares Lot

Bare Pads (EPAD) werden manchmal übersehen, aber sie sind wichtig, um die Leistung der Signalkette zu maximieren und die Wärmeableitung des Geräts zu maximieren.

Das Bare Pad, das ADI Pin 0 nennt, ist heute das Pad unter den meisten Geräten. Es ist eine wichtige Verbindung, durch die die gesamte interne Erdung des Chips mit einem zentralen Punkt unter dem Gerät verbunden ist. Haben Sie bemerkt, dass viele Wandler und Verstärker derzeit wegen blanker Pads Massepins fehlen?

Der Schlüssel besteht darin, diesen Stift richtig mit der Leiterplatte zu befestigen (zu schweißen), um eine starke elektrische und thermische Verbindung zu gewährleisten. Wenn diese Verbindung nicht stark ist, tritt Verwirrung auf, das heißt, das Design funktioniert möglicherweise nicht.

Erreichen Sie eine optimale Verbindung

Es gibt drei Schritte, um optimale elektrische und thermische Verbindungen mit blanken Pads zu erreichen. Zunächst sollten, wo möglich, blanke Pads auf jeder Leiterplattenschicht dupliziert werden, um dichte thermische Verbindungen mit allen Erdungs- und Masseschichten für eine schnelle Wärmeableitung zu bilden. Dieser Schritt ist relevant für Hochleistungsgeräte und Anwendungen mit hohen Kanalzahlen. Auf der elektrischen Seite wird dies eine gute equipotentiale Verbindung für alle Erdschichten bieten.

Das blanke Pad kann sogar auf der unteren Schicht dupliziert werden (siehe Abbildung 1), die als entkoppelnder Kühlkörper-Erdungspunkt und Einbauort für den unteren Seitenheizkörper verwendet werden kann.

Wenn beispielsweise eine Leiterplatte aufgrund von Größenbeschränkungen keine gute Layoutsegmentierung erreichen kann, muss die Erdungsschicht getrennt werden. Dies kann daran liegen, dass schmutzige Busnetzteile oder rauscharme digitale Schaltungen in bestimmten Bereichen platziert werden müssen, um traditionelle Konstruktionsanforderungen oder Abmessungen zu erfüllen. In diesem Fall ist die Trennung der Formation der Schlüssel zu einer guten Leistung. Damit das Gesamtdesign jedoch effektiv ist, müssen diese Erdungsschichten durch eine Brücke oder einen Anschlusspunkt irgendwo auf der Leiterplatte miteinander verbunden werden. Daher sollten die Gelenkpunkte gleichmäßig über die getrennten Erdungsschichten verteilt werden.

Schließlich gibt es oft einen Anschlusspunkt auf der Leiterplatte, an dem der Rückstrom am besten durchlaufen kann, ohne die Leistung zu beeinträchtigen oder den Rückstrom zu zwingen, mit der empfindlichen Schaltung gekoppelt zu werden. Befindet sich dieser Anschlusspunkt in der Nähe oder unterhalb des Wandlers, ist keine separate Erdung erforderlich.

Schlussfolgerung

Layout-Überlegungen sind aufgrund der Vielzahl an optimalen Optionen immer verwirrend. Technologie und Prinzipien sind seit jeher Teil der Designkultur des Unternehmens. Ingenieure lernen gerne von früheren Entwürfen, und der Druck, auf den Markt zu kommen, lässt Designer zögern, neue Technologien zu ändern oder auszuprobieren. Sie stecken im Risikoausgleich fest, bis es ein großes Problem im System gibt.

Auf Evaluationsboard-, Modul- und Systemebene ist eine einfache Einzelerdung am besten. Eine gute Schaltungssegmentierung ist der Schlüssel. Dies wirkt sich auch auf das Layout von Ebenen und angrenzenden Ebenen aus. Befindet sich die empfindliche Schicht über der hochauflösenden digitalen Schicht, beachten Sie, dass Kreuzkopplungen auftreten können. Die Versammlung ist ebenfalls wichtig; Fertigungshinweise, die der PCB-Werkstatt oder Montagewerkstatt zur Verfügung gestellt werden, sollten verwendet werden, um eine zuverlässige Verbindung zwischen IC-Bare Pad und PCB zu gewährleisten.

Schlechte Montage führt oft zu schlechter Systemleistung. Die Entkopplung von VDD-Pins in der Nähe des Leistungslageneingangspunkts und des Wandlers oder IC ist immer vorteilhaft. Um jedoch die inhärente Hochfrequenz-Entkopplungskapazität zu erhöhen, sollten dicht gestapelte Netzteile und Erdungsschichten verwendet werden (Abstand â­4 Mio.). Diese Methode kommt ohne zusätzliche Kosten und dauert nur wenige Minuten, um die PCB-Fertigungshinweise zu aktualisieren.

Bei der Gestaltung eines High-Speed-Konverter-Layouts mit hoher Auflösung ist es schwierig, alle spezifischen Merkmale zu berücksichtigen. Jede Anwendung ist einzigartig. Es wird gehofft, dass die in diesem Anwendungshinweis beschriebenen Punkte den Konstrukteuren helfen werden, zukünftiges Systemdesign besser zu verstehen.