在高速模擬信號(hào)鏈設(shè)計(jì)中，印刷電路板（PCB）布局布線需要考慮許多選項(xiàng)，有些選項(xiàng)比其他選項(xiàng)更重要，有些選項(xiàng)則取決于應(yīng)用。最終的答案各不相同，但在所有情況下，設(shè)計(jì)工程師都應(yīng)盡量消除最佳做法的誤差，而不要過分計(jì)較布局布線的每一個(gè)細(xì)節(jié)。今天為各位推薦的這篇文章，將從裸露焊盤開始，依次從去耦和層電容、層耦合、分離接地四部分進(jìn)行講述。
裸露焊盤
裸露焊盤（EPAD）有時(shí)會(huì)被忽視，但它對(duì)充分發(fā)揮信號(hào)鏈的性能以及器件充分散熱非常重要。
裸露焊盤，ADI公司稱之為引腳0，是目前大多數(shù)器件下方的焊盤。它是一個(gè)重要的連接，芯片的所有內(nèi)部接地都是通過它連接到器件下方的中心點(diǎn)。不知您是否注意到，目前許多轉(zhuǎn)換器和放大器中缺少接地引腳，原因就在于裸露焊盤。
關(guān)鍵是將此引腳妥善固定（即焊接）至PCB，實(shí)現(xiàn)牢靠的電氣和熱連接。如果此連接不牢固，就會(huì)發(fā)生混亂，換言之，設(shè)計(jì)可能無效。
實(shí)現(xiàn)最佳連接
利用裸露焊盤實(shí)現(xiàn)最佳電氣和熱連接有三個(gè)步驟：
第一，在可能的情況下，應(yīng)在各PCB層上復(fù)制裸露焊盤，這樣做的目的是為了與所有接地和接地層形成密集的熱連接，從而快速散熱。此步驟與高功耗器件及具有高通道數(shù)的應(yīng)用相關(guān)。在電氣方面，這將為所有接地層提供良好的等電位連接。
甚至可以在底層復(fù)制裸露焊盤（見圖1），它可以用作去耦散熱接地點(diǎn)和安裝底側(cè)散熱器的地方。
圖1. 裸露焊盤布局示例
第二，將裸露焊盤分割成多個(gè)相同的部分，如同棋盤。在打開的裸露焊盤上使用絲網(wǎng)交叉格柵，或使用阻焊層。此步驟可以確保器件與PCB之間的穩(wěn)固連接。在回流焊組裝過程中，無法決定焊膏如何流動(dòng)并最終連接器件與PCB。連接可能存在，但分布不均。可能只得到一個(gè)連接，并且連接很小，或者更糟糕，位于拐角處。將裸露焊盤分割為較小的部分可以確保各個(gè)區(qū)域都有一個(gè)連接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)更牢靠、均勻連接的裸露焊盤（見圖2和圖3）。
圖2. EPAD布局不當(dāng)?shù)氖纠?/em>
圖3. 較佳EPAD布局示例
第三，應(yīng)當(dāng)確保各部分都有過孔連接到地。各區(qū)域通常都很大，足以放置多個(gè)過孔。組裝之前，務(wù)必用焊膏或環(huán)氧樹脂填充每個(gè)過孔，這一步非常重要，可以確保裸露焊盤焊膏不會(huì)回流到這些過孔空洞中，影響正確連接。
去耦和層電容
有時(shí)工程師會(huì)忽略使用去耦的目的，僅僅在電路板上分散 大小不同的許多電容，使較低阻抗電源連接到地。但問題 依舊：需要多少電容？許多相關(guān)文獻(xiàn)表明，必須使用大小 不同的許多電容來降低功率傳輸系統(tǒng)（PDS）的阻抗，但這 并不完全正確。相反，僅需選擇正確大小和正確種類的電容就能降低PDS阻抗。
層耦合
一些布局不可避免地具有重疊電路層。有些情況 下，可能是敏感模擬層（例如電源、接地或信號(hào)），下方的 一層是高噪聲數(shù)字層。
這常常被忽略，因?yàn)楦咴肼晫邮窃诹硪粚?/span>——在敏感的模擬層下方。然而，一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)就可以證明事實(shí)并非如此。以某一層面為例，在任一層注入信號(hào)。接著連接另一層，將該相鄰層交叉耦合至頻譜分析儀。
分離接地
模擬信號(hào)鏈設(shè)計(jì)人員最常提出的問題是：使用ADC時(shí)是否 應(yīng)將接地層分為AGND和DGND接地層？簡(jiǎn)單回答是：視情況而定。詳細(xì)回答則是：通常不分離。為什么不呢？因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下，盲目分離接地層只會(huì)增加返回路徑的電感，它所帶來的壞處大于好處。
