Технология PCB - высокоскоростная схема и проводка ADC печатных плат

При проектировании высокоскоростных цепей аналоговых сигналов на  печатных плат, разводке и маршрутизации печатных плат необходимо учитывать множество вариантов, некоторые варианты важнее других, а некоторые зависят от области применения. 

Окончательный ответ может быть разным, но во всех случаях инженеры-проектировщики должны стараться исключить ошибки в лучших практиках и не слишком заботиться о каждой детали разводки.В этой статье, рекомендованной вам сегодня, мы начнем с открытой площадки и поочередно опишем четыре составляющие развязки: емкость слоя, связь слоев и разделение земли.

Открытая площадка

На открытую площадку (EPAD) иногда не обращают внимания, но она очень важна для полноценной работы сигнальной цепи и адекватного отвода тепла от устройства.

Открытая площадка, которую ADI называет контактом 0, является площадкой под большинством современных устройств.Это важное соединение, и все внутреннее заземление микросхемы подключается к центральной точке под устройством через него.Интересно, заметили ли вы, что во многих конвертерах и усилителях в настоящее время отсутствуют контакты заземления из-за открытой площадки.

Главное - правильно закрепить (то есть припаять) этот вывод к  печатных плат,чтобы добиться надежного электрического и теплового соединения. Если это соединение будет непрочным, возникнет путаница, другими словами, конструкция может оказаться недействительной.

достижение наилучшего соединения

Для достижения наилучшего электрического и теплового соединения с открытой площадкой необходимо выполнить три шага

Во-первых, где это возможно, открытые площадки должны быть повторены на каждом слое печатной платы. Это делается для того, чтобы сформировать плотное тепловое соединение со всеми слоями заземления и заземления для быстрого отвода тепла. Этот шаг относится к мощным устройствам и приложениям с большим количеством каналов. С электрической точки зрения это обеспечит хорошее уравнивание потенциалов для всех заземляющих плоскостей.

Можно даже продублировать открытую площадку на нижнем слое, которая может использоваться как точка заземления для развязки теплоотвода и место для установки теплоотвода с нижней стороны.

Во - вторых, разделите обнаженную прокладку на несколько одинаковых частей, таких как шахматная доска. на открытом паяльном диске используется металлическая сетка для скрещивания сетки или сварочная маска. этот шаг обеспечивает стабильную связь между устройством и панелью PCB. в процессе сборки обратного потока невозможно определить, как протекает пластырь и, в конечном счете, соединение оборудования с PCB. соединения могут существовать, но их распределение неравномерно. Возможно, у вас есть только одна связь, а связь очень мала, или, что еще хуже, она в углу. разбивка открытой паяльной плиты на более мелкие участки обеспечивает наличие в каждом районе точки соприкосновения для обеспечения более надежной и равномерной связи с открытой паяльной тарелкой.

В - третьих, убедитесь, что все компоненты имеют заземленные отверстия. Каждый участок обычно достаточно большой, чтобы можно было разместить несколько отверстий. перед сборкой убедитесь, что каждый проход заполняется маской или эпоксидной смолой. этот шаг имеет важное значение для обеспечения того, чтобы обнаженная паяльная паста не возвращалась в эти проходные отверстия и не влияла на правильное соединение.

Развязка и емкость слоев

Иногда инженеры игнорируют цель использования развязки и просто расставляют множество конденсаторов разного размера на печатной плате, чтобы низкоомный источник питания был соединен с землей. Но остается вопрос: сколько конденсаторов необходимо? Во многих соответствующих документах указывается, что для снижения импеданса системы передачи питания (PDS) необходимо использовать много конденсаторов разного размера, но это не совсем верно. Напротив, для снижения импеданса PDS необходимо лишь выбрать конденсатор правильного размера и типа.

соединение слоев

В некоторых макетах печатных плат неизбежно присутствуют перекрывающиеся слои схемы. В некоторых случаях это может быть чувствительный аналоговый слой (например, питание, земля или сигнал), а слой ниже - высокошумный цифровой слой.

На это часто не обращают внимания, потому что высокошумный слой находится на другом слое - ниже чувствительного аналогового слоя. Однако простой эксперимент может доказать, что это не так. Возьмите в качестве примера определенный слой, подайте сигналы на любой слой. Затем подключите другой слой и перекрестно соедините соседний слой с анализатором спектра.

отдельная земля

Наиболее часто задаваемый разработчиками аналоговых цепей вопрос: Следует ли разделять плоскость заземления на AGND и DGND при использовании АЦП? Короткий ответ: это зависит от ситуации. Подробный ответ: обычно не разделяют. Почему? Потому что в большинстве случаев слепое разделение плоскости заземления приведет лишь к увеличению индуктивности обратного пути, а это приносит больше вреда, чем пользы.