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高速轉(zhuǎn)換器PCB設(shè)計(jì)考慮之二:有效利用電源層和接地層

出處:droneduck 發(fā)布于:2011-06-13 14:15:50

     問(wèn):使用高速轉(zhuǎn)換器時(shí),有哪些重要的PCB布局布線規(guī)則?

  答:本RAQ的部分討論了為什么AGND和DGND接地層未必一定分離,除非設(shè)計(jì)的具體情況要求您必須這么做。第二部分討論印刷電路板(PCB)的輸電系統(tǒng)(PDS)設(shè)計(jì),這一任務(wù)常被忽視,但對(duì)于系統(tǒng)級(jí)模擬和數(shù)字設(shè)計(jì)人員卻至關(guān)重要。

  PDS的設(shè)計(jì)目標(biāo)是將響應(yīng)電源電流需求而產(chǎn)生的電壓紋波降至。所有電路都需要電流,有些電路需求量較大,有些電路則需要以較快的速率提供電流。采用充分去耦的低阻抗電源層或接地層以及良好的PCB層疊,可以將因電路的電流需求而產(chǎn)生的電壓紋波降至。例如,如果設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)電流為1A,PDS的阻抗為10mΩ,則電壓紋波為10mV。

  首先,應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)支持較大層電容的PCB層疊結(jié)構(gòu)。例如,六層堆疊可能包含頂部信號(hào)層、接地層、電源層、第二電源層、第二接地層和底部信號(hào)層。規(guī)定接地層和電源層在層疊結(jié)構(gòu)中彼此靠近,這兩層間距為2到3密爾,形成一個(gè)固有層電容。此電容的優(yōu)點(diǎn)是它是的,只需在PCB制造筆記中注明。如果必須分割電源層,同一層上有多個(gè)VDD電源軌,則應(yīng)使用盡可能大的電源層。不要留下空洞,同時(shí)也應(yīng)注意敏感電路。這將使該VDD層的電容。如果設(shè)計(jì)允許存在額外的層(本例中是從六層變?yōu)榘藢樱?,則應(yīng)將兩個(gè)額外的接地層放在和第二電源層之間。在間距同樣為2到3密爾的情況下,此時(shí)層疊結(jié)構(gòu)的固有電容將加倍。

  對(duì)于理想的PCB層疊,電源層起始入口點(diǎn)和DUT周圍均應(yīng)使用去耦電容,這將確保PDS阻抗在整個(gè)頻率范圍內(nèi)均較低。使用若干0.001μF至100μF的電容有助于覆蓋該范圍。沒(méi)有必要各處都配置電容;電容正對(duì)著DUT對(duì)接會(huì)破壞所有的制造規(guī)則。如果需要這種嚴(yán)厲的措施,則說(shuō)明電路存在其它問(wèn)題。

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