PCB 기술 - 고속 ADC PCB 레이아웃 및 케이블 연결

고속 PCB 아날로그 신호 체인의 설계에서 인쇄 회로 기판, PCB 레이아웃 및 케이블 연결은 여러 가지 옵션을 고려해야 합니다. 어떤 옵션은 다른 옵션보다 중요하고 어떤 옵션은 응용에 따라 다릅니다.최종 답안은 서로 다르지만 어떤 상황에서도 설계 엔지니어는 레이아웃의 모든 세부 사항에 지나치게 신경 쓰지 않고 모범 사례에서 오류를 제거하기 위해 노력해야 합니다.오늘 추천해드리는 이 글은 노출된 용접판을 시작으로 디커플링과 레이어 커패시터, 레이어 결합과 접지 분리의 네 부분을 차례로 설명할 것입니다.

노출 패드

노출 용접 디스크 (EPAD) 는 때때로 무시되지만 신호 체인의 성능을 충분히 발휘하고 열을 충분히 방출하는 것이 중요합니다.

ADI가 핀 0이라고 부르는 노출 용접 디스크는 오늘날 대부분의 장치에서 사용되는 용접 디스크입니다.이것은 칩의 모든 내부 접지를 통해 장치 아래의 중심점에 연결하는 중요한 연결입니다. 노출된 용접판 때문에 현재 많은 변환기와 증폭기가 접지 핀이 부족하다는 것을 알아차렸는지 모르겠습니다.

핵심은 안정적인 전기 및 열 연결을 위해 PCB 회로 기판에 핀을 올바르게 고정 (즉, 용접) 하는 것입니다.이런 연결이 견고하지 않으면 혼란이 생길 수 있다. 다시 말하면 설계가 무효일 수도 있다.

최적의 연결

노출 용접 디스크와 최적의 전기 및 열 연결을 위한 3단계

우선, 가능한 경우 각 PCB 레이어에 노출된 용접판을 복사해야 합니다.이렇게 하는 목적은 모든 접지 및 접지층과 밀집된 열 연결을 형성하여 빠르게 열을 방출하는 것이다.이 단계는 채널 수가 높은 고출력 장치 및 어플리케이션을 다룹니다.전기적으로, 이것은 모든 접지 평면에 좋은 등전위 연결을 제공할 것이다.

심지어 노출된 용접판을 하부에서 복사할 수도 있는데, 이는 결합된 열을 방출하는 접지점과 하측에 라디에이터를 설치하는 곳으로 사용할 수 있다.

둘째, 노출된 매트를 바둑판처럼 여러 개의 같은 부분으로 나눈다.열린 노출 용접 디스크에 금속 와이어 그물을 사용하여 메쉬를 교차하거나 용접 마스크를 사용합니다.이 단계는 장치와 PCB 보드 간의 안정적인 연결을 보장합니다.환류 조립 과정에서 용접고가 어떻게 흐르고 최종적으로 부품을 PCB에 연결하는지 확인할 수 없다.연결이 있을 수 있지만 분포가 고르지 않습니다.당신은 단지 하나의 연결만 얻을 수 있습니다. 그러나 이 연결은 매우 작거나 더 나쁜 것은 구석에 있습니다.노출된 용접판을 더 작은 부분으로 나누면 각 영역에 하나의 연결점을 확보하여 더욱 믿음직하고 균일하게 연결된 노출된 용접판을 실현할 수 있다.

셋째, 모든 부품에 접지된 구멍이 있는지 확인합니다.일반적으로 각 영역은 여러 개의 오버홀을 배치할 수 있을 만큼 큽니다.조립하기 전에 각 오버홀을 용접제나 에폭시 수지로 채워야 합니다.이 단계는 노출된 용접판 용접이 이러한 구멍으로 환류되지 않고 올바른 연결에 영향을 미치지 않도록 하는 데 중요합니다.

디커플링 및 레이어 커패시터

때때로 엔지니어들은 디커플링을 사용하는 목적을 무시하고, 단지 회로 기판에 많은 다른 크기의 콘덴서를 분산시켜 저항이 낮은 전원을 접지시킬 뿐이다.그러나 문제는 여전히 존재합니다. 얼마나 많은 용량이 필요합니까?많은 관련 문헌에 따르면 전력 전송 시스템 (PDS) 의 임피던스를 줄이기 위해 다양한 크기의 콘덴서를 사용해야 하지만 완전히 정확하지는 않습니다.대신 적절한 콘덴서 크기와 유형만 선택하면 PDS 임피던스를 줄일 수 있습니다.

레이어 결합

일부 PCB 레이아웃에는 불가피하게 중첩된 회로 레이어가 있습니다.경우에 따라 전원, 접지 또는 신호와 같은 민감한 아날로그 레이어가 될 수 있으며 다음 레이어는 높은 노이즈 디지털 레이어입니다.

이 점은 종종 무시됩니다. 왜냐하면 높은 노이즈 층은 민감한 시뮬레이션 층 아래의 다른 층에 있기 때문입니다.그러나 간단한 실험으로 사실이 그렇지 않다는 것을 증명할 수 있다.어떤 층을 예로 들면, 임의의 층에 신호를 주입한다.그런 다음 다른 레이어를 연결하고 인접 레이어를 스펙트럼 분석기에 교차 결합합니다.

독립접지

아날로그 신호 체인 설계자가 가장 많이 묻는 질문은 ADC를 사용할 때 접지 평면이 AGND와 DGND 접지 평면으로 나뉘어야 하는가 하는 것입니다.간단한 대답은 상황에 따라 달라집니다.자세한 대답은 일반적으로 분리되지 않습니다.왜 안 하지?대부분의 경우 무작정 접지평면을 분리하는 것은 회로의 전기 감각을 증가시킬 뿐 아니라 득보다 실이 크기 때문이다.