良好接地指導原則

小心接地層割裂

如果導線(xiàn)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(dòng)。這會(huì )導致電路電感增加，而且電路也更容易受到外部場(chǎng)的影響。圖13顯示了這一情況，其中的導線(xiàn)A和導線(xiàn)B必須相互穿過(guò)。

當割裂是為了使兩根垂直導線(xiàn)交叉時(shí)，如果通過(guò)飛線(xiàn)將第二根信號線(xiàn)跨接在第一根信號線(xiàn)和接地層上方，則效果更佳。此時(shí)，接地層用作兩個(gè)信號線(xiàn)之間的天然屏蔽體，而由于集膚效應，兩路地返回電流會(huì )在接地層的上下表面各自流動(dòng)，互不干擾。

多層板能夠同時(shí)支持信號線(xiàn)交叉和連續接地層，而無(wú)需考慮線(xiàn)鏈路問(wèn)題。雖然多層板價(jià)格較高，而且不如簡(jiǎn)單的雙面電路板調試方便，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(xiàn)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(gè)連續接地層的雙面或多層PCB無(wú)疑是最成功的設計方法之一。通常，此類(lèi)接地層的阻抗足夠低，允許系統的模擬和數字部分共用一個(gè)接地層。但是，這一點(diǎn)能否實(shí)現，要取決于系統中的分辨率和帶寬要求以及數字噪聲量。

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

其他例子也可以說(shuō)明這一點(diǎn)。高頻電流反饋型放大器對其反相輸入周?chē)碾娙莘浅Ｃ舾?。接地層旁的輸入走線(xiàn)可能具有能夠導致問(wèn)題的那一類(lèi)電容。要記住，電容是由兩個(gè)導體(走線(xiàn)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，接地層應與輸入引腳分隔開(kāi)，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)脈沖響應的影響。

接地總結

沒(méi)有任何一種接地方法能始終保證最佳性能。本文根據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(shí)施初始PC板布局時(shí)，提供盡可能多的選項會(huì )很有幫助。

PC板必須至少有一層專(zhuān)用于接地層!初始電路板布局應提供非重疊的模擬和數字接地層，如果需要，應在數個(gè)位置提供焊盤(pán)和過(guò)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(shí)可以使用跳線(xiàn)將模擬和數字接地層連接在一起。

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

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公司的工程設計人員。

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