PCB設計(jì)如何做(zuò)好接地設計(jì)

    接地無疑是PCB系統設計(jì)中最困難的問題之一。盡管其概念相對簡單，但(dàn)實現起來(lái)很(hěn)複雜，它沒有(yǒu)一種可(kě)以用詳細步驟描述的簡潔方法來(lái)确保良好的結果。

 

       對于線性系統，地面是信号的參考點。不幸的是，在單極電(diàn)源系統中，它也作(zuò)為(wèi)電(diàn)源電(diàn)流的環路被ACTS占用。接地策略應用不當可(kě)能會(huì)嚴重損壞高(gāo)精度線性系統的性能。

 

       接地對于所有(yǒu)模拟PCB設計(jì)都是重要的問題，在基于PCB的電(diàn)路中正确實現接地也同樣重要。幸運的是，PCB環境中固有(yǒu)一些(xiē)高(gāo)質量的接地原理(lǐ)，尤其是接地層的使用。由于此因素是基于pcb的模拟PCB設計(jì)的顯着優勢之一，因此在本文中我們将重點介紹它。我們必須管理(lǐ)接地的其他方面，包括控制(zhì)可(kě)能導緻性能下降的雜散接地和(hé)信号返回電(diàn)壓。這些(xiē)電(diàn)壓可(kě)能是由于外部信号耦合，公共電(diàn)流引起的，或者僅僅是由于接地線中的IR電(diàn)壓降過大(dà)所緻。正确的布線，布線的大(dà)小(xiǎo)以及差分信号處理(lǐ)和(hé)接地隔離技(jì)術(shù)使我們能夠控制(zhì)這種寄生(shēng)電(diàn)壓。

 

       我們将討(tǎo)論的一個(gè)重要主題是用于模拟/數(shù)字混合信号環境的接地技(jì)術(shù)。實際上(shàng)，高(gāo)質量的接地問題可(kě)以而且必須影(yǐng)響混合信号PCB設計(jì)的總體(tǐ)布局原則。當前的信号處理(lǐ)系統通(tōng)常需要混合信号設備，例如ADC，DAC和(hé)快速數(shù)字信号處理(lǐ)器(qì)（DSP）。由于需要處理(lǐ)具有(yǒu)寬動态範圍的模拟信号，因此必須使用高(gāo)性能ADC和(hé)DAC。在惡劣的數(shù)字環境中保持寬動态範圍和(hé)低(dī)噪聲與采用良好的高(gāo)速電(diàn)路PCB設計(jì)技(jì)術(shù)密切相關，包括适當的信号布線，去耦和(hé)接地。

 

       在過去，“高(gāo)精度，低(dī)速”電(diàn)路被認為(wèi)與所謂的“高(gāo)速”電(diàn)路不同。對于ADC和(hé)DAC，通(tōng)常将采樣（或更新）頻率用作(zuò)判别速度标準。但(dàn)是實際上(shàng)，當今大(dà)多(duō)數(shù)信号處理(lǐ)技(jì)術(shù)都是真正的“高(gāo)速”，因此必須将其視(shì)為(wèi)保持高(gāo)性能的此類設備。 DSP，ADC和(hé)DAC都是如此。

       所有(yǒu)适合信号處理(lǐ)應用的采樣ADC（帶有(yǒu)內(nèi)置采樣保持電(diàn)路的ADSC）均以具有(yǒu)快速上(shàng)升和(hé)下降時(shí)間(jiān)（通(tōng)常為(wèi)納秒(miǎo)）的高(gāo)速時(shí)鍾工作(zuò)，即使吞吐量似乎是低(dī)。例如，一個(gè)中速12位逐次逼近（SAR）ADC可(kě)以在10 MHz的內(nèi)部時(shí)鍾上(shàng)運行(xíng)，采樣率僅為(wèi)500 kSPS。

Σ-ΔADC具有(yǒu)高(gāo)采樣率，因此也需要高(gāo)速時(shí)鍾。甚至吞吐率範圍從10 Hz到7.5 kHz的高(gāo)分辨率所謂的“低(dī)頻”工業測量ADC（例如ad77xx系列）也可(kě)以在5 MHz或更高(gāo)的時(shí)鍾頻率下工作(zuò)，并提供高(gāo)達24位的分辨率。

 

       更複雜的是，混合信号IC同時(shí)具有(yǒu)模拟和(hé)數(shù)字端口，因此如何使用适當的接地技(jì)術(shù)就變得(de)更加複雜。此外，某些(xiē)混合信号集成電(diàn)路的數(shù)字電(diàn)流相對較低(dī)，而其他混合信号集成電(diàn)路的數(shù)字電(diàn)流較高(gāo)。在許多(duō)情況下，這兩種類型的IC需要不同的處理(lǐ)以實現最佳接地。

數(shù)字和(hé)模拟PCB設計(jì)工程師(shī)傾向于從不同角度看待混合信号設備。本文的目的是說明(míng)适用于大(dà)多(duō)數(shù)混合信号設備的通(tōng)用接地原理(lǐ)，而無需了解內(nèi)部電(diàn)路的細節。

 

       從上(shàng)面可(kě)以明(míng)顯看出，沒有(yǒu)關于接地問題的快速手冊，我們無法提供能夠保證成功接地的技(jì)術(shù)列表。我們隻能說忽略某些(xiē)事情可(kě)能會(huì)導緻一些(xiē)問題。在一個(gè)頻率範圍內(nèi)有(yǒu)效的內(nèi)容可(kě)能在另一頻率範圍內(nèi)無效。需求也有(yǒu)沖突。解決接地問題的關鍵是了解電(diàn)流的流向。

 

  深圳思馳PCB設計(jì)能力

最高(gāo)信号設計(jì)速率：10Gbps CML差分信号；

最高(gāo)PCB設計(jì)層數(shù)：40層；

最小(xiǎo)線寬：2.4mil；

最小(xiǎo)線間(jiān)距：2.4mil；

最小(xiǎo)BGA PIN 間(jiān)距：0.4mm；

最小(xiǎo)機械孔直徑：6mil；

最小(xiǎo)激光鑽孔直徑：4mil；

最大(dà)PIN數(shù)目：63000+；

最大(dà)元件數(shù)目：3600；

最多(duō)BGA數(shù)目：48+。