【導(dǎo)讀】考慮到了電路布局對(duì)性能的所有可能的影響,設(shè)計(jì)人員可以做些什么來(lái)確保版圖避免振蕩、失真和總體信號(hào)質(zhì)量低下呢?下面的基本版圖和旁路電容設(shè)計(jì)指南“設(shè)計(jì)規(guī)則13條”可能頗有裨益。
1) RTM (仔細(xì)閱讀產(chǎn)品手冊(cè))。放大器的數(shù)據(jù)手冊(cè)一般都會(huì)給出它的最小穩(wěn)定增益要求。該指標(biāo)至關(guān)重要,如果放大器的工作增益小于推薦的最小穩(wěn)定增益,就可能產(chǎn)生振蕩。
2)采用一個(gè)接地平面。這是為元件提供低感性接地連接的最好方法。
3) 去掉放大器下面和周圍的接地平面,去掉敏感引腳附近的接地平面。去掉高速放大器輸入輸出引腳附近的接地平面,可以減少雜散電容。同樣,去掉放大器下面和周圍的接地平面也很有幫助。
4) 采用表面貼裝元件。這類元件的引腳電感很小。
圖題:一個(gè)單電源放大器示例
5) 盡可能縮短引腳長(zhǎng)度。 縮短引腳長(zhǎng)度可以減少放大器反相輸入端的串聯(lián)電感。
6) 避免使用插槽。避免使用插槽,或者最多使用嵌入式插槽 (flush-mount),以減少電感。
7采用推薦的反饋電阻值。在使用電流反饋放大器時(shí),這一點(diǎn)十分重要。
8) 不要在放大器的直接反饋回路中使用非線性元件 (如電容器) 。
9) 采用一個(gè)反饋電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)單位增益配置。而不要使用標(biāo)準(zhǔn)的電壓跟隨(voltage-follower)電路。
10) 使用旁路電容。在每個(gè)電源上增加一個(gè)旁路電容有助于降低電源引腳處的回流電流路徑阻抗,提高電源噪聲抑制能力,并對(duì)電源走線進(jìn)行高頻過(guò)濾。大多數(shù)廠商都推薦使用6.8uF鉭電容和0.1uF陶瓷電容。為獲得最佳性能,應(yīng)該按照以下規(guī)則放置電容:6.8uF電容距電源引腳不超過(guò)0.75英寸,0.1uF電容距電源引腳不超過(guò)0.1英寸。當(dāng)兩者的距離增加時(shí),由于走線電感增加,電容的濾波效果下降。不過(guò),這也需要與失真考慮事項(xiàng)進(jìn)行權(quán)衡,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,該距離延長(zhǎng)一點(diǎn)點(diǎn)會(huì)改善失真性能。
11) 調(diào)整旁路電容,減小失真。當(dāng)單個(gè)運(yùn)算放大器因接地電流路徑而產(chǎn)生失真時(shí),可調(diào)整旁路元件,對(duì)接地電流進(jìn)行調(diào)節(jié),使其遠(yuǎn)離輸入元件。這十分簡(jiǎn)單,只需調(diào)整旁路電容,使它的接地連接遠(yuǎn)離輸入即可。
12)對(duì)于視頻濾波器,使串聯(lián)端接電阻靠近輸出引腳放置。這樣做可以把寄生電容對(duì)濾波器輸出驅(qū)動(dòng)器的影響減至最小,從而避免輸出端出現(xiàn)振蕩。
13) 輸入耦合電容和端接電阻靠近輸入引腳放置,以獲得最佳信號(hào)完整性。電路板布局對(duì)系統(tǒng)性能的影響非常大,因此,在版圖設(shè)計(jì)階段,應(yīng)該謹(jǐn)慎監(jiān)測(cè),避免失誤。