高速 電路板 design is often overlooked or quite important. 系統板佈局已成為設計本身的一個組成部分, 囙此，瞭解影響高速訊號連結設計效能的機制非常重要. 儘管是工程師, 我們還可能“製造”更多的麻煩. 囙此，不要過於挑剔，讓CAD工程師陷入無法改善效能的設計中. 有時會忽略暴露的焊盤, 但是，最大限度地利用訊號連結並幫助散熱非常重要. 裸露的焊盤在類比設備上通常被稱為引脚0，是當今大多數設備下方的焊盤. 它是一個重要的觸點，晶片的所有內部接地通常通過該觸點連接到設備下方的中心點. 你有沒有注意到現在很多轉換器和放大器缺少接地引脚? 裸露的墊子是為什麼. The key is to properly secure (i.e. solder) this pin to the 印刷電路板(PCB) with a robust electrical and thermal connection, 否則，系統設計可能遭受各種破壞.
使用外露焊盤進行電力和熱連接基本上是一個3步過程. 第一, 盡可能在PCB的所有層上複製暴露的焊盤, 這將為所有接地和接地板提供更厚的熱連接，以快速散熱. 此步驟適用於具有多個通道的大功率設備和應用. 電力方面, 這將為所有接地層提供良好的等電位連接. 您甚至可以在底層複製暴露的焊盤, 作為去耦的熱風墊接地點和安裝底部散熱器的位置.
第二, 將暴露的焊盤分成多個相同的部分，如棋盤. 這可以通過兩種方式完成：在開放的暴露焊盤上使用絲網印刷的交叉陰影或焊接掩模. 此步驟確保設備和PCB之間的可靠連接. 在回流組裝過程中, 無法確定錫膏將如何流動並最終將設備連接到PCB. 出現的問題是，連接可能存在，但分佈不均勻. 可能只有一個連接，而且連接很小, 或者更糟, 接頭在角落裏. 將暴露的焊盤劃分為較小的部分，確保每個區域都有一個連接點, 從而使, 均勻連接的外露襯墊. 應確保每個部分都有接地的過孔. 每個區域通常足够大，可以放置多個過孔. 組裝前，確保用錫膏或環氧樹脂填充每個通孔. 這一步驟對於確保暴露的焊盤焊膏不會回流到這些通孔空隙中非常重要, 减少正確連接的機會. 有時，我們忽略了使用去耦的目的，只是將電容器的許多值分散在整個電路板上，以便將低阻抗電源接地. 但問題仍然存在：需要多少電容器? Many literatures state that multiple capacitors and multiple values should be used to reduce the impedance of the power transmission system (PDS), 但這並不完全正確. 事實上, 只需選擇正確的值和正確的電容器“種類”，即可降低PDS的阻抗. 然而, 讓我們再看看綠色曲線, 僅使用0.相同設計的1µF和10µF電容器. 這證明如果使用正確的電容器, 您不需要使用這麼多電容值. This also helps save on layout and bill of 材料 (BOM) costs. 然而, 並非所有電容器都“生而平等”, 甚至在同一供應商內部, 工藝不同, 尺寸和樣式. 如果未使用正確的電容器, 是否使用多個電容器或幾種不同類型的電容器, 結果可能會對PDS產生反作用. 電容器的放置或不同電容器科技和尺寸的使用可產生感應回路，該回路對系統內的頻率回應不同，並相互共振. 瞭解系統中使用的電容器類型的頻率回應非常重要. 隨機選擇電容器可以取消設計低阻抗PDS系統的努力. 設計合格的PDS, 需要使用各種電容器. 印刷電路板上使用的典型電容值僅在直流或直流附近約500MHz的頻率範圍內降低阻抗. 500MHz以上, 電容將由PCB形成的內部電容確定. 電源和接地層是否堆放得足够緊密? 要做到這一點, 設計支持更大平面電容的PCB堆疊. 例如, 六層堆棧可包括頂部訊號層, 地面層, 電源層, 第二個電源層, 第二個地面層, 和底部訊號層. 指定地面層和電源層在堆疊結構中彼此靠近. 將這兩層的間距設定為2～4mil將形成固有的高頻平面電容. 這種電容器的優點在於, 您只需要在PCB製造說明中進行解釋. 如果必須折開電源平面，並且在同一平面上有多個VDD電源導軌, 使用盡可能大的電源平面. 不要留下空隙, 同時也要小心敏感電路. 這將允許VDD平面的電容達到. If the design allows for extra layers (six instead of eight in this example), 應在和第二個電源平面之間放置兩個額外的接地層. 在2～3mil間距相同的情况下, the inherent capacitance of the stacked structure will be doubled (Figure 6). 這種結構更容易設計, 然後可以添加更多的離散高頻電容器以保持低阻抗.
將響應電源電流需求而發生的電壓紋波降至最低是一個重要的, 但經常被忽視, PDS的PDS. 所有電路都需要電流, 某些電路需要大量電流, 有些電路要求以更快的速度提供電流. 通過良好解耦的低阻抗電源或接地層以及良好的PCB堆疊，可以將電路電流需求引起的電壓紋波降至最低. 根據使用的解耦策略, 如果系統設計的開關電流為1A，PDS的阻抗為10mΩ, 電壓紋波為10mV. 計算公式很簡單：V=IR. 具有完美的PCB堆疊, 可覆蓋高頻範圍, while the low frequency range (<500MHz) can be covered by using traditional decoupling at the starting entry point of the power plane and around high power or inrush current devices. 這將確保PDS阻抗在整個頻率範圍內保持恒定. 沒有必要到處放置電容器, 沒有必要為了在每個IC上安裝電容器而違反所有製造規則. 如果需要這種超調, 然後電路中還有其他問題.
某些佈局不可避免地具有重疊的電路平面. In some cases it may be a sensitive analog plane (be it power, 地, or signal), 下一層是有雜訊的數位平面. 大多數設計師認為這無關緊要，因為飛機在另一個層面上. 讓我們做一個簡單的測試. 以圖層為例, 在任何平面上注入訊號. 現在將與該相鄰層交叉耦合的另一層連接到頻譜分析儀. 你能看到有多少訊號耦合到相鄰層嗎? 儘管兩者相隔40密耳, 它仍然是電容性的，因為它仍將以特定頻率將訊號耦合到相鄰平面. 例如, 一層上的高雜訊數位平面具有高速1V訊號切換, which means that another layer will "see" 1mV of coupling (about 60dB of isolation). For a 12-bit analog-to-digital converter (ADC) with a 2Vp-p full-scale swing, this is a coupling of 2 significant bits (LSBs). 對於某些系統，這可能不是問題, but it should be noted that if you boost by 2 bits (from 12 to 14 bits), 靈敏度只會新增四倍, 或8個LSB. 忽略這種面間耦合可能會使系統失效或影響設計效能. 這裡必須指出，兩個平面之間的耦合可能超出想像. 當在相關頻譜內發現雜訊耦合時，應注意這一點. 有時，佈局訓示意外訊號或平面將交叉耦合到不同的層, 調試敏感系統時請記住這一點. 問題可能出現在以下一個級別.
類比信號鏈設計者提出的一個常見問題是, 使用ADC時，是否應將接地層分為AGND和DGND接地層? 簡單的回答是：視情况而定. 詳細的回答是：通常不分開. 在大多數情况下, 盲目地分離接地層只會新增回路電流的電感, 所以它弊大於利. Remember the formula V=L(di/dt)? 隨著電感的新增, 電壓雜訊新增. 隨著電感的新增, 你一直想降低的PDS阻抗也是如此. 隨著新增ADC取樣速率的需求不斷增長, 新增開關電流的方法只有這麼多. 所以除非有理由分開地平面, 保持這些接地連接.
關鍵是正確劃分電路，以便不必分離接地層. 請注意，如果佈局允許電路保留在各自的區域內，則無需分離接地層. 該部門提供星形接地和, 因此, 將回流限制在電路的特定部分. 例如, 尺寸限制使電路板無法實現良好的佈局分區. 這可能是因為惡劣的匯流排電源或嘈雜的數位電路必須放置在特定區域，以符合傳統設計或尺寸要求. 在這種情況下, 分離地平面是良好效能的關鍵. 然而, 使總體設計有效, 這些接地還必須與電路板上的某個地方的橋或接頭連接在一起. 因此, 連接點應均勻分佈在單獨的地平面上. PCB上的連接點往往是回流可以通過的位置，而不會降低效能或將回流強制耦合到敏感電路. 如果此連接點靠近或低於轉換器, 根本沒有必要分開地面.
有那麼多關於佈局的評論, 考慮佈局總是令人困惑. 科技和原則一直是ADI“設計文化”的一部分. 而工程師傾向於借鑒過去的設計經驗, 產品的市場壓力也阻礙了設計師改變或嘗試新事物. 他們堅持風險權衡，直到系統內出現重大問題. 在評估委員會, 單元, 和系統級, 簡單的單一接地適用於所有情况. 良好的電路劃分是關鍵, 這也會影響平面和相鄰層的佈局. 請注意，如果敏感平面位於雜訊數位平面上方，則可能存在交叉耦合. 裝配也是一個重要因素. 應充分利用提供給PCB車間或裝配車間的製造說明，以確保IC外露焊盤與PCB之間的可靠連接. 由於裝配不良，無數系統可能會出現系統性能不佳的問題. 然而, 在電源板入口點和轉換器VDD引脚附近進行解耦總是有益的. 對於新增的, 固有高頻解耦, 使用間距小於等於4密耳的緊密電源和接地層. 此方法沒有額外成本, 更新PCB製造記錄只需五分鐘. 在設計高速, 高解析度轉換器佈局. 每個應用程序都不同, 有些甚至更獨特. 然而, 以上要點可以幫助設計人員加深對未來系統設計的理解
PCB板.
