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        如何利用電容式數字隔離器進行設計

        作者: 時間:2010-01-12 來源:網絡 收藏


        在底層布線低速控制信號。這些信號鏈路擁有足夠的余量來承受過孔引起的中斷,從而實現了更大的靈活性。


        受控阻抗傳輸線是特性阻抗Z0始終受控于其幾何特性的走線。走線長度大于15mm(tr=1ns)和 30mm(tr=2ns)時,走線阻抗必須要與器輸出阻抗Z0~rO匹配(如圖4所示),使信號反射最小化。這被稱為源阻抗匹配。 圖 4 源阻抗匹配:Z0 ~ rO

        圖 4 源阻抗匹配:Z0 ~ rO


        器的動態輸出阻抗r0,可以通過器數據手冊中列出的近似電壓-電流輸出特性線性部分得到。一般來說,標準輸出阻抗大約為70Ω。因此,對一條標準的2盎司鍍銅線和電介質為4.5的FR-4而言,接地層上8mm寬、10mm長的走線幾何形狀會產生所需的70Ω特性阻抗。


        布線指南


        建議遵循下列幾條主要的布線原則,以保持信號完整性和低EMI。


        為了將串擾降至10%以下,需保持信號走線是高速信號層到接地層距離的三倍(d=3h)。信號走線下的回流密度遵循1/[1+(d/h)2]函數,因此其在d>3h點上的密度會非常低,從而避免鄰近走線中出現較大的串擾(請參見圖5)。 圖 5 利用 d = 3h 來最小化串擾

        圖 5 d = 3h 來最小化串擾


        使用45o走線彎曲(或者斜切式彎曲)而非90o彎曲,可保持有效的走線阻抗并避免信號反射。


        為了實現在噪聲環境下的工作,將隔離器的閑置啟動輸入通過一個電阻器(1kΩ到10kΩ)連接到合適的參考層。將高電平有效、高位允許輸入連接到電源層,同時將低電平有效輸入連接至接地層。


        當過孔電感增加信號路徑電感時,要避免各層隨快速信號走線改變。


        在隔離器與周圍電路之間使用較短的走線長度可避免噪聲引入。隔離器通常會帶有隔離式DC/DC轉換器,后者提供了跨越隔離層的電源。由于隔離器的單端傳輸信號對噪聲引入過于敏感,因此鄰近DC/DC轉換器的開關噪聲可以很容易被長信號走線引入。


        將大容量(比如10μF)置于靠近電源如穩壓器旁,或是在電源進入PCB的地方。


        通過將的電源端直接連接至器件的電源端,然后經過孔連至Vcc層,在器件上安裝小容量的0.1μF或0.01μF旁路。經數個過孔將電容接地端連接至接地層(請參見圖6)。 圖 6 將旁路電容直接連接至 Vcc 終端

        圖 6 將旁路電容直接連接至 Vcc 終端


        將多個過孔用于連接旁路電容和其他保護器件(例如:瞬態電壓抑制器和齊納二極管),從而最小化接地連接的過孔電感。


        總結


        盡管關于PCB的資料有很多,但本文主要提供一些涉及隔離器電路板的建議。遵循這些建議將有助于在最短的時間內完成一個符合EMC標準要求的電路板

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