정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
동글 및 최종 시스템의 경우 주어진 입력의 노이즈가 성능에 영향을 미치지 않도록 해야 합니다.매워요?전원 소음을 이해하고 시스템 설계 요구 사항을 충족하기 위해 PCB 보드에서 고려해야 할 사항은 무엇입니까?
먼저 동글을 선택한 다음 조절기, LDO, 스위치 조절기 등을 선택합니다. 모든 조절기가 적용되는 것은 아닙니다.스위치 조절기를 사용하는 경우 조절기 데이터 테이블의 노이즈 및 텍스쳐 사양과 스위치 주파수를 확인해야 합니다.일반적인 전압 안정기는 100kHz 대역폭 내에서 10µVrms의 노이즈를 가질 수 있습니다.노이즈가 흰색 노이즈라고 가정하면 대상 대역의 31.6nVrms/★Hz 노이즈 밀도에 해당합니다.
전원 노이즈로 인해 동글의 성능이 저하되는 시기를 파악하려면 동글의 전원 억제 지수를 확인하십시오.퍼스트 나이퀴스트 지역 fS/2에서 대부분의 고속 동글의 PSRR은 일반적으로 60dB(1mV/V)입니다.데이터 테이블에 숫자가 표시되지 않으면 위의 방법으로 측정하거나 제조업체에 문의하십시오.
기본 노이즈는 2Vp-p 전체 입력 범위, 78dBSNR 및 125MSPS 샘플링 비율이 있는 16비트 ADC를 사용하여 11.26nVrms입니다. 모든 소스의 노이즈는 변환기에 영향을 주지 않도록 이 값보다 낮아야 합니다.첫 번째 나이퀴스트 영역에서는 변환기 노이즈가 89.02 µVrms (11.26nVrms/Hz) * – (125MHz/2) 가 됩니다.전압기 소음 (31.6nv/★Hz) 은 변환기의 두 배 이상이지만 변환기의 PSRR은 60dB이며 이는 스위치 전압기의 소음을 31.6pV/‐Hz(31.6nv/Hz*1mV/V)로 억제합니다.이 소음은 변환기의 기본 소음보다 훨씬 작기 때문에 조절기의 소음은 변환기의 성능을 떨어뜨리지 않는다.
전원 필터, 접지 및 레이아웃도 중요합니다.ADC 전원 핀에 0.1 µF 커패시터를 추가하면 위의 계산 값보다 낮은 소음이 발생합니다.일부 전원 핀은 다른 전원 핀보다 더 많은 전류를 소비하거나 더 민감합니다.따라서 디커플링 커패시터를 신중하게 사용해야 하지만, 일부 전원 핀에는 추가 디커플링 커패시터가 필요할 수 있습니다.전원 공급 장치의 출력에 간단한 LC 필터를 추가하는 것도 노이즈를 줄이는 데 도움이 됩니다.그러나 캐스케이드 필터는 스위치 조절기를 사용할 때 노이즈를 낮은 수준으로 억제할 수 있습니다.이로운 레벨이 추가될 때마다 10배 주파수당 약 20dB가 증가한다는 점을 기억해야 합니다.
위의 분석은 단일 변환기에만 적용됩니다.시스템이 여러 개의 변환기 또는 채널을 포함하는 경우 노이즈 분석이 달라집니다.예를 들어, 초음파 시스템은 숫자에 의해 동적 범위가 증가하는 많은 ADC 채널을 사용합니다.기본적으로 채널 수가 두 배로 증가할 때마다 변환기/시스템의 기본 노이즈는 3dB 감소합니다.위의 예에서 두 개의 변환기를 사용하면 변환기의 기본 노이즈가 절반으로 바뀝니다 (– 3dB).4개의 동글을 사용하는 경우 이 음영은 -6dB로 변경됩니다.각 변환기가 연관되지 않은 노이즈 소스로 간주될 수 있기 때문입니다.연관되지 않은 노이즈 소스는 서로 독립적이므로 RSS(제곱 및 제곱 루트) 계산을 수행할 수 있습니다.결국 채널 수가 증가하고 시스템의 기본 소음이 감소함에 따라 시스템은 더욱 민감해지고 전원 공급 장치에 대한 설계 제약은 더욱 엄격해질 것입니다.
전원 소음으로부터 완전히 보호되는 시스템이 없기 때문에 애플리케이션에서 모든 전원 소음을 제거할 수 없습니다.따라서 ADC 사용자로서 전원 설계 및 레이아웃 단계에서 적극적으로 대응해야 합니다.
다음은 전원 변화에 대한 PCB의 면역력을 극대화하는 데 도움이 되는 몇 가지 유용한 팁입니다.
모든 전원 레일과 시스템 보드에 도달하는 버스 전압을 분리합니다.
기억하십시오: 10배 주파수가 증가할 때마다 약 20dB의 이득이 증가합니다.
전원 공급 장치 지시선이 길고 특정 IC, 장치 및/또는 영역에 전원이 공급되는 경우 다시 연결을 해제해야 합니다.
고주파와 저주파 모두 반드시 결합을 해제해야 한다.
디커플링 콘덴서 접지 이전의 전원 입구점은 일반적으로 직렬 철산소 자기 구슬을 사용합니다.시스템 보드에 들어오는 각 전원 전압에 대해 LDO 또는 스위치 전압과 관계없이 이 작업을 수행합니다.
추가된 콘덴서의 경우 PCB 설계 자체가 고주파 디커플링 기능을 가질 수 있도록 촘촘하게 쌓인 전원 레이어와 접지층 (간격은 4밀귀) 을 사용해야 한다.
모든 양호한 보드 레이아웃과 마찬가지로 전원은 ADC의 프런트엔드 및 클럭 회로와 같은 민감한 아날로그 회로에서 멀리 떨어져 있어야 합니다.
좋은 회로 구분은 매우 중요하며 일부 컴포넌트는 격리를 강화하기 위해 PCB의 뒷면에 배치 될 수 있습니다.
특히 디지털 측면에서 접지 회로에 주의하여 디지털 순간이 회로 기판의 아날로그 부분으로 돌아가지 않도록 하십시오.경우에 따라 개별 지면이 유용할 수도 있습니다.
아날로그 및 디지털 참조 부품의 수준을 유지합니다.이런 전통적인 방법은 소음과 결합과의 상호작용의 격리를 강화할 수 있다.
IC 제조업체의 권장 사항을 따르십시오.신청 지침이나 데이터 테이블에 직접 설명이 없으면 평가 위원회를 검토해야 합니다.이것들은 모두 아주 좋은 입문 도구이다.
