良好接地指導(dǎo)原則

小心接地層割裂

如果導(dǎo)線下方的接地層上有割裂，接地層返回電流必須環(huán)繞裂縫流動。這會導(dǎo)致電路電感增加，而且電路也更容易受到外部場的影響。圖13顯示了這一情況，其中的導(dǎo)線A和導(dǎo)線B必須相互穿過。

當(dāng)割裂是為了使兩根垂直導(dǎo)線交叉時，如果通過飛線將第二根信號線跨接在第一根信號線和接地層上方，則效果更佳。此時，接地層用作兩個信號線之間的天然屏蔽體，而由于集膚效應(yīng)，兩路地返回電流會在接地層的上下表面各自流動，互不干擾。

多層板能夠同時支持信號線交叉和連續(xù)接地層，而無需考慮線鏈路問題。雖然多層板價格較高，而且不如簡單的雙面電路板調(diào)試方便，但是屏蔽效果更好，信號路由更佳。相關(guān)原理仍然保持不變，但布局布線選項更多。

對于高性能混合信號電路而言，使用至少具有一個連續(xù)接地層的雙面或多層PCB無疑是最成功的設(shè)計方法之一。通常，此類接地層的阻抗足夠低，允許系統(tǒng)的模擬和數(shù)字部分共用一個接地層。但是，這一點(diǎn)能否實現(xiàn)，要取決于系統(tǒng)中的分辨率和帶寬要求以及數(shù)字噪聲量。

圖13. 接地層割裂導(dǎo)致電路電感增加，而且電路也更容易受到外部場的影響。

其他例子也可以說明這一點(diǎn)。高頻電流反饋型放大器對其反相輸入周圍的電容非常敏感。接地層旁的輸入走線可能具有能夠?qū)е聠栴}的那一類電容。要記住，電容是由兩個導(dǎo)體(走線和接地層)組成的，中間用絕緣體(板和可能的阻焊膜)隔離。在這一方面，接地層應(yīng)與輸入引腳分隔開，如圖14所示，它是AD8001高速電流反饋型放大器的評估板。小電容對電流反饋型放大器的影響如圖15所示。請注意輸出上的響鈴振蕩。

圖14. AD8001AR評估板—俯視圖(a)和仰視圖(b)。

圖15. 10 pF反相輸入雜散電容對 放大器(AD8001)脈沖響應(yīng)的影響。

接地總結(jié)

沒有任何一種接地方法能始終保證最佳性能。本文根據(jù)所考慮的特定混合信號器件特性提出了幾種可能的選項。在實施初始PC板布局時，提供盡可能多的選項會很有幫助。

PC板必須至少有一層專用于接地層!初始電路板布局應(yīng)提供非重疊的模擬和數(shù)字接地層，如果需要，應(yīng)在數(shù)個位置提供焊盤和過孔，以便安裝背對背肖特基二極管或鐵氧體磁珠。此外，需要時可以使用跳線將模擬和數(shù)字接地層連接在一起。

一般而言，混合信號器件的AGND引腳應(yīng)始終連接到模擬接地層。具有內(nèi)部鎖相環(huán)(PLL)的DSP是一個例外，例如ADSP-21160 SHARC®處理器。PLL的接地引腳是標(biāo)記的AGND，但直接連接到DSP的數(shù)字接地層。

鳴謝

本文提供的材料由多名投稿人編輯，包括James Bryant、Mike Byrne、Walt Jung、Walt Kester、Ray Stata以及ADI公司的工程設(shè)計人員。

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