使用高速转换器时,有哪些重要的PCB布局布线规则?(第2部分)

问题:

使用高速转换器时,有哪些重要的PCB布局布线规则?(第2部分)

RAQ:  Issue 66

答案:

本RAQ的第一部分讨论了为什么AGND和DGND接地层未必一定分离,除非设计的具体情 况要求您必须这么做。第二部分讨论印刷电路板(PCB)的输电系统(PDS)设计,这一任务常被忽视,但对于系统级模拟和数字设计人员却至关重要。

PDS的设计目标是将响应电源电流需求而产生的电压纹波降至最低。所有电路都需要电流,有些电路需求量较大,有些电路则需要以较快的速率提供电流。采用充分去耦的低阻抗电源层或接地层以及良好的PCB层叠,可以将因电路的电流需求而产生的电压纹波降至最低。例如,如果设计的开关电流为1A,PDS的阻抗为10mΩ,则最大电压纹波为10mV。

首先,应当设计一个支持较大层电容的PCB层叠结构。例如,六层堆叠可能包含顶部信号层、第一接地层、第一电源层、第二电源层、第二接地层和底部信号层。规定第一接地层和第一电源层在层叠结构中彼此靠近,这两层间距为2到3密尔,形成一个固有层电容。此电容的最大优点是它是免费的,只需在PCB制造笔记中注明。如果必须分割电源层,同一层上有多个VDD电源轨,则应使用尽可能大的电源层。不要留下空洞,同时也应注意敏感电路。这将使该VDD层的电容最大。如果设计允许存在额外的层(本例中是从六层变为八层),则应将两个额外的接地层放在第一和第二电源层之间。在核心间距同样为2到3密尔的情况下,此时层叠结构的固有电容将加倍。

对于理想的PCB层叠,电源层起始入口点和DUT周围均应使用去耦电容,这将确保PDS阻抗在整个频率范围内均较低。使用若干0.001μF至100μF的电容有助于覆盖该范围。没有必要各处都配置电容;电容正对着DUT对接会破坏所有的制造规则。如果需要这种严厉的措施,则说明电路存在其它问题。

作者

Rob Reeder

Rob Reeder

Rob Reeder是ADI公司高速转换器和RF应用部(美国北卡罗来纳州格林斯博罗)的高级系统应用工程师。他发表了大量有关各种应用的转换器接口、转换器测试和模拟信号链设计的文章。Rob曾在航空航天和防务部担任应用工程师5年之久,专注于雷达、EW和仪器仪表等各种应用领域。他曾在高速转换器产品线上任职9年。在此之前,Rob还从事过测试开发和模拟设计工作(效力于ADI多芯片产品集团),拥有5年的太空、防务和高度可靠的应用模拟信号链模块设计经验。Rob于1996年和1998年分别获得北伊利诺斯州大学(伊利诺斯迪卡尔布市)的电子工程学士(BSEE)学位和电子工程硕士(MSEE)学位。Rob晚上不写论文或在实验室研究电路时,他喜欢在健身房活动、听电子音乐、用旧木板制作家具;最重要的是和他的两个孩子一起放松自己。