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[参考译文] OPA847:PCB 设计对我的跨阻放大器提出问题

Guru**** 2668435 points

Other Parts Discussed in Thread: OPA855

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1573080/opa847-pcb-design-questions-my-transimpedance-amplifier

器件型号:OPA847
主题中讨论的其他器件:OPA855

工具/软件:

您好:

我目前正在设计一款适用于跨阻放大器设计的 4 层 PCB、我正在寻找有关最佳实践的资源和反馈。

我已经查看了一些有关该主题的文档、但还有一些未解决的问题:

  1. 关于放大器周围的无铜区域:

    • 建议的间隙距离是多少?

    • 是否应将±5V 去耦电容器放置在该区域内部或外部? (它们在内部保持靠近放大器,但在外部尊重保护区,同时增加与输入的距离)。

  2. 对于反馈元件(电阻器和电容器):

    • 最好将它们与放大器保持在同一层、即使这意味着将它们放置在稍远的位置、

    • 或者使用焊盘中的过孔 (IN–、Vout) 并将它们直接安装在另一侧?

  3. 关于过孔拼接:

    • 应在哪个阶段将其添加到布局中?

    • 在放大器和敏感区域周围放置过孔的建议规则是什么?

  4. 我的设计还包括用于 APD 的 400V 高压电源。 为了在确保安全和模拟性能的同时更大限度地减少耦合、将此高压部分与 TIA 正确隔离的最佳实践是什么?

最后、我非常感谢对 PCB 设计进行总体审查、重点介绍了我应该注意的任何要点或潜在错误。

谢谢!

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好 Joe、

     我对你的问题回复的延迟深表歉意。 您已经对这个主题做了很好的研究。

    1. 我们建议针对重要信号布线下的任何电源/接地平面覆盖进行内层平面截止。 该器件应有足够的间隙来覆盖信号布线、因此无需在放大器周围全部清除。
      1. 例如、从 OPA855 数据表和 OPA85x EVM 中:

        白色区域仅显示反馈布线的内部平面层截止(无铜)区域。 我可能建议将其延伸一点、使其从 PD 延伸到放大器的反相引脚的布线。 我们通常也对负载电阻器的布线执行此操作、这 在第一张图片中未显示、但在第二张图片中显示。
      2. 因此、去耦电容器优先级应尽可能靠近电源引脚放置、并且无需切断 这些电容器的区域。 实际上、建议为这些电容器提供电源/接地平面、通过在这些电容器周围使用过孔连接到内部接地/电源平面以及顶层/底层上的任何覆盖范围、来增加电源和接地连接的路径(增强低阻抗路径)。 此外、平面允许在平面下方或上方或下方的任何布线上使用许多不同的电流返回路径(这有助于避免接地环路)。  

    2. 这是一个有点难回答的问题。 这实际上取决于这些元件距离。 最好将反馈电阻器/电容器与放大器保持在同一顶层。 然后尝试找到一条通向放大器反馈/输出/输入引脚的最短布线路径。 用于为放大器电源引脚供电的去耦电容器可以放置在 PCB 的底层。  

    3. 我们通常最后执行过孔、避免在信号路径中使用过孔。 可以在输入和输出布线周围进行过孔拼接 、从而在这些重要路径周围形成屏蔽层。 这也是在去耦电容器和接地连接周围完成的、如#1 中所述  

    4. 这可以很好地将 PD 电源与电路板的其余部分分离。 建议将 GND 区域和该 PD 的电源分开。 这应该非常容易做到、因为它只位于电路板的一个区域上。 我之前没有处理过这些非常高的电压、但有人说  过、您需要增加开槽切口、以确保避免电弧和爬电距离、并确保所使用的 PCB 材料能够处理高达这些电压。

     我将链接几个非常有用的资源。 这是很多信息、但建议通读这些信息、如果您有任何问题或说明、请告知我们:

    1.  LMH6629:用于单光子检测的高速跨阻放大器 
    2.  OPA855-Q1:输出布局说明 
    3.  https://www.ti.com/lit/ml/slyp173/slyp173.pdf
    4.  https://www.ti.com/lit/ml/slup419/slup419.pdf?

    谢谢!
    Sima