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[参考译文] PCB 布局分区

admin
Guru**** 1810440 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS8329
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/670658/pcb-layout-partition

主题中讨论的其他器件：ADS8329

你(们)好

我想 让 PCB 在 schematic..in 以下放置该原理图 PWM 驱动 Q1、因此 L1从  R3汲取3A.U1 (运算放大器)反相输入馈电。

  由于 L1 消耗高电流 ，我希望  将 L1 接地平面与精密 电路接 地平面分开。

但我的问题是：如何  通过接地平面间隙将 R3连接到 U1 (运算放大器引脚2)？  在整个 PCB 设计中 、建议不要在接地层间隙上通过布线 ！！ 另一方面 ，建议使用分区 接 地平面 来实现抗噪性能。

我绘制了一个布局并放在这里 作为示例。

在此 PCB 布局中、我使用 桥接器连接牵引 GND 平面 、并通过该桥接器将 R3连接到 U1。

 这种方式 是正确的？？？

谢谢。

此致。

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    TI__Guru**** 1810440 points
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    您好、Reza、

    我注意到 U1是模拟器件部件(而不是 TI 器件)。 您是否参考了 Analog Devices 针对该器件的布局指南？
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    TI__Guru**** 1810440 points
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    您好、Reza、

    最好考虑电流是如何流动的、哪些电流噪声很大、哪些电流容易受到噪声的影响。 首先、有 U2、Q1和 C5。 它们的电流快速且具有噪声。 这些部件从地面飞机中获利！ 将 C5转动一个位并移动、使其位于 U2封装顶部。 这样、您就可以分辨其接地引脚与 U2和 Q1的接地引脚之间的距离。 并且不要在接地平面中连接 U2的引脚1和引脚8。 在 U2的输出和 Q1的栅极之间、我会插入一个小电阻。 这可以减少栅极电流尖峰。

    那么、有这个巨大的电流流经 L1。 考虑该电流是如何流动的：从 C2、C3、C4流出、经过 L1、经过 Q1的接地引脚、然后返回 C2、C3、C4的接地引脚。 通过 PCB 布局的 C2、C3、C4的布置、您可以强制此电流流经整个 PCB。 这不是很好。 将电容器向下移动到 Q1下方、并以这样的方式找到这些电容器、使其所有接地引脚都与另一个引脚和 Q1的接地引脚具有最接近的距离。 现在、用短而粗的走线将这些接地引脚连接在一起。 是的、现在这些接地电流不再在接地层内流动、而是具有单独的铜走线。 仅在 Q1的接地引脚处连接到接地平面。

    现在、您可以移除 U1接地层中的间隙。

    另一个提示：切勿在接地平面中布线。 使用桥接器、或使用多层电路板。 地面平面必须坚固且庞大。 只有这样、接地平面才具有极低的电感。

    Kai  

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    TI__Guru**** 1810440 points
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    您好、Reza、

    我倾向于同意 Kai 的看法 、即对于返回 Q1 GND 的高电流 GND 路径、组件放置良好且布线较宽、因此单个接地层最适合。 不过、我想 Kai 想说不要将 U2的引脚4、5连接到接地层 (引脚1、8是 VDD)。  所述的技术与我们的许多电源控制器所提倡的技术相似。 例如、请参阅 www.ti.com/.../tps40200-q1.pdf 布局指南。 您可能需要考虑的另一个想法是移除将 U1输入连接到输入电阻器及其反馈电阻器的布线下方的 GND 平面。 这样、您可以最大限度地减少 GND 平面电容的布线、从而将来自 GND 的高频噪声耦合到高阻抗运算放大器输入中。

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    TI__Guru**** 1810440 points
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    尊敬的 Jeff：

    是的、U2的引脚1和 PIN8都应连接到 Vdd。 但在我的计算机屏幕中、Raza 看起来是用蓝色铜线迹建立连接的、换句话说、就是用铜线迹在与接地层相同的平面上布线。 我的意思是他不应在这个平面(接地平面)上、而应在铜迹线为红色的平面上建立这种连接。 这是为了使接地平面保持稳定。 U2的接地引脚4和5应连接到接地平面、如 Raza 已经做的那样。  

    根据我们的经验、流过 L1的极高电流不应在公共接地平面中运行、因为它们会在接地平面内移动接地电位并引入共模噪声。 这会使 PCB 在 CE 测试中"辐射"。

    Kai

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    TI__Guru**** 1810440 points
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    您好 Kai、

    是的、我明白您的意思。 U2引脚1、8不应与 GND 平面中的布线连接在一起。 迹线应为红色。 电容 C2、C3、C4的 GND 侧(重新定位后)应与宽走线连接在一起、并连接到 Q1 GND 引脚、Q1 GND 引脚随后与 U1、U2 GND 引脚和 C5的 GND 侧连接到 GND 平面。 PCB 上的接地平面应该是实心的、没有间隙或 GND 焊球。
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    TI__Guru**** 1810440 points
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    你(们)好

    感谢 您的回答。

    我修正 PCB 并重新绘制。我的问题是组件放置和接地分区。

    我根据您的指南重新绘制 C2、C3、C4的 GND。

    但我的方案 具有更多组件、并置于 布局下方。(双层)

    由于 U5=ADS8329 16BIT ADC 和 U6= uC、请提供有关最佳元件放置和 GND 分区的指南。

    (注释：当 U5工作且采样 Q1关闭时)

    谢谢

    此致

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    TI__Guru**** 1810440 points
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    您好、Reza、

    首先、我要将 L1和 R2近端移至 Q1、以便从电容器流经 L1的电流不会使 U2发生转接。 将 L1和 R2置于 Q1的右侧、并连接到 C3和 C4之间的电容器。 否则、您会形成变压器绕组等绕组、从而产生大量有害辐射。 在安装过程中、我向您建议、如果您打开和关闭高电流、环路面积会变得很小、这也是至关重要的。

    我认为没有理由在 PCB 右侧的接地平面中使用间隙。 在接地平面中使用间隙是一种过去的方法。 今天、我们在采用多层电路板时几乎总是使用实心接地层、有时甚至使用其中的几个。 只有当极高的接地电流像在您的应用中一样流动时、我们才会尝试将它们与接地层隔离。

    当今的技术是使用一个实心接地层并将数字和模拟电路分离开来、这样、数字接地回路电流就不会在接地层的模拟部分流动、反之亦然。 快速数字信号显示了一个非常令人愉快的特性：相关的接地返回电流在靠近快速信号线路的位置流动。 或者换句话说、非常快信号的接地返回电流不想走很长的路。 这样、数字接地回路电流就停留在数字接地部分。

    这种方法通常效果很好、至少比在接地层引入间隙要好得多。 但是、必须为数字芯片使用适当的电源去耦技术、以便去耦电流不会流经整个 PCB、而只会流经本地去耦电容器。 这可以通过使用去耦电容器前面的铁氧体或小电阻器来实现。

    Kai
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    您好、Reza、

    您似乎移除了 U1输入端的一小部分 GND 层。 如果目的是减少 输入端 GND 噪声的电容耦合、则必须在输入走线任一侧将 GND 平面清零5 - 10mil、然后再回到输入电阻器、二极管和放大器反馈电阻器。 但是、由于布局的高功率部分已清理完毕、因此这可能不是必需的。 我还认为您不需要板右侧的 GND 间隙。

    如果您需要有关布局的 A/D 部分的更多指导、请在精密转换器论坛中发布新主题、该器件的 A/D 专家将为您提供帮助。

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    你(们)好

    感谢您的回答。

    我重新绘制了布局并重新放置。我建议使用有关 L1、R2的方法。

    我将 C2、C3、C4的负极引脚连接在一起，以便连接到 Q1接地引脚。在此走线下方切断 GND 平面，以减少杂散电容。

    为  简单起见，我不在架构上插入 LDO 和电压基准芯片以及 U6连接。为简单起见，我将语句:10V REF 和5V REF 及其他语句放置。

    U5是一款16位 ADC， 通过 U6 uC 进行控制。 将 U5下的接地层用于与 数字接地分离的模拟接地。(并放置去耦电容

    数字  区域中 U6 UC 电源引脚的示例)。

    在整个 PCB 布局文档中、建议不要在  接地平面间隙上绘制布线、但 Jeff 建议在 U1的输入布线下对 GND 平面进行镂空  

    减少杂散电容。 您对平面切口布线的建议是什么？

    我在  R3、D1、D2下为 U1、U3绘制电源线迹。这种方式 是对还是错。

    我为 U6绘制电源线迹、并且数字段 在布线 下方没有 GND 平面。 这种方式 是对还是错。我是否可以将电源线迹 放置在没有接地平面的区域上。！

    此致

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    您好、Reza、

    您的布局现在比一开始看起来要好得多。 祝您好运！

    Kai
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    您好、Reza、

    正如我在上一个答复中提到的、既然高功率 GND 方案已经被校正、那么您不需要在 U1引脚2布线上进行 GND 切断。 U1和 U3的电源布线看起来正常。 U5和 U6的电源走线应位于 GND 平面上(无需在该平面上进行镂空)、并且在 U5以上不会有 GND 切口。