噪声问题是每个电路板设计师都会听到的四个字。为了解决噪声问题，实验室测试通常需要几个小时，以找出罪魁祸首，但最终发现噪声是由开关电源布局不当引起的。为了解决这些问题，可能需要设计新的布局，导致产品延迟和开发成本增加。 

经过多年的设计总结，PCB设计中降低噪声和电磁干扰的24个窍门:(1) 不需要高速使用低速芯片，关键地方使用高速芯片。（2） 降低控制电路上下边缘跳变速率的方法可以串一个电阻。（3） 尽量为继电器等提供某种形式的阻尼。（4） 使用满足系统要求的最低频时钟。（5） 时钟生成器应尽可能靠近使用时钟的设备。石英晶体振荡器外壳应接地。（6） 时钟区用地线圈起来，时钟线尽可能短。（7） I/O 驱动电路尽可能靠近印刷板，尽快离开印刷板。进入印刷板的信号应添加滤波器，从高噪声区域的信号也应添加滤波器。同时，采用串终端电阻减少信号反射。（8） MCD 无用端应连接高度，或接地，或定义为输出端，集成电路上的电源端应连接，不得悬挂。（9） 不要悬挂闲置的门电路输入端，将闲置的门电路输入端放在正输入端接地，负输入端连接输出端。（10） 尽量使用45个印刷板 折线而不用90 折线布线可以减少高频信号的外部发射和耦合。（11） 印刷板根据频率和电流开关特性进行分区，噪声元件应远离非噪声元件。（12） 单面板和双面板用单点电源和单点接地、电源线和地线尽可能粗。如果经济能承受，用多层板减少电源和地面容生电感。（13） 远离I//时钟、总线和电影选择信号O 接线和接插件。（14） 模拟电压输入线和参考电压端应尽可能远离数字电路信号线，尤其是时钟。（15） 对A/D 类型设备、数字部分和模拟部分宁愿统一也不愿交叉。（16） 时钟线垂直于I//O 线与平行I/平行I/O 线干扰小，时钟元件引脚远离I/O 电缆。（17） 元件引脚尽可能短，去耦电容引脚尽可能短。（18） 关键线尽量粗，两侧加保护地。短而直的高速线。（19） 对噪声敏感的线路不应与大电流、高速开关线平行。（20） 不要在石英晶体和对噪声敏感的设备下走线。（21） 不要在低频电路周围形成弱信号电路和电流环路。（22） 不要形成信号的环路，如果不可避免，让环路区域尽可能小。（23） 每个集成电路都有一个去耦电容器。在每个电解电容器的边缘添加一个小的高频旁路电容器。（24） 无电解电容作为电路充放电储能电容，使用大容量的钽电容或聚酷电容。使用管状电容器时，外壳应接地。

本文将提供印刷电路板(PCB)布线指南有助于设计师避免此类噪声问题。例如，双通道同步开关控制器用于开关调节器的布局 第一步是确定调节器的电流路径，ADP1850。接着，电流路径决定了设备在低噪声布局布线设计中的位置。

PCB布局布线指南

第一步：确定电流路径：

在开关转换器的设计中，高电流路径和低电流路径非常接近。交流(AC)高直流路径携带尖峰和噪声(DC)路径会产生相当大的压降，低电流路径往往对噪声非常敏感。PCB布局布线的关键在于确定关键路径，然后对设备进行布置， 芯片交易网IC交易网并提供足够的铜面积， ATMEGA系列ATMEL芯片COM以免高电流破坏低电流。性能差的表现是接地反弹和噪声注入IC和系统的其他部分。

图1显示了同步降压调节器的设计， 电子元器件PDF资料大全包括高端开关、低端开关、电感、输入电容、输出电容和旁路电容。图1中的箭头显示了高开关的电流流向。必须小心放置这些电源设备， EEPROM带电可擦可编程存储器芯片大全以避免不良的寄生电容和电感，CMOS图像传感器集成电路芯片导致过度噪声、过度冲击、铃声振荡和接地反弹。

图1. 典型的开关调节器(显示交流和直流电流路径)

诸如DH、DL、离开控制器后，应妥善安排BST、SW等开关电流路径，避免寄生电感过大。这些线路承载的高度δI/δT交流开关脉冲电流可能达到3 A以上并持续数纳秒。高电流环路必须非常小，以尽可能减少输出铃声振荡，并避免拾取额外噪声。

低值、低范围的信号路径，如补偿和反馈设备，对噪声非常敏感。这些路径应远离开关节点和电源设备，以避免干扰噪声。

第二步:布局物理规划

PCB物理规划(floor plan)非常重要的是，电流环路面积必须最小，电源设备必须合理安排，使电流顺畅流动，避免尖角和窄路径。这将有助于减少寄生电容和电感，芯片交易网IC交易网从而消除接地反弹。

图2显示了开关控制器ADP1850双路输出降压转换器的PCB布局。请注意，电源设备的布局尽量减少电流环路面积和寄生电感。虚线表示高电流路径。这种物理规划技术可用于同步和异步控制器。在异步控制器的设计中，肖特基二极管取代了低端开关。

图2. PCB布局采用ADP1850控制器的双路输出降压转换器

步骤3：电源设备-MOSFET和电容器(输入、旁路和输出)

电源开关顶部和底部的电流波形是一个非常高的δI/δt的脉冲。因此，连接每个开关的路径应尽可能短，以减少控制器拾取的噪声和电感环路传输的噪声。当PCB侧使用一对DPAK或SO-8包装FET时，最好沿相反方向旋转两个FET，使开关节点位于FET侧，并使用合适的陶瓷旁路电容器将高端泄漏电流旁路到低端源。尽量将旁路电容器放置在MOSFET附近(见图2)，以尽量减少通过FET和电容器的环路周围的电感。

输入旁路电容器和输入大电容器的放置对控制接地反弹至关重要。输出滤波器电容器的负连接应尽可能靠近低端 MOSFET的来源有助于减少引起接地反弹的环路电感。图2中的Cb1和Cb2是陶瓷旁路电容器，其推荐值范围为1 μF至22 μF。对于高电流应用，应额外并联大值滤波器电容器，如图2CIN所示。

考虑散热和接地层

在重载条件下，功率MOSFET、电感和大电容的等效串联电阻(ESR)会产生大量的热量。为了有效地散热，图2中的示例将大面积的铜放置在这些电源设备下。

多层PCB的散热效果优于2层PCB。标准1盎司铜层上应使用2盎司厚度的铜，以提高散热和导电性。多个 通过孔连接PGND层也有帮助。图3显示4层 PGND层分布在PCB设计的顶层、第三层和第四层。

图3. 截面图:连接PGND层，改善散热

这种多接地层方法可以隔离对噪声敏感的信号。如图2所示 补偿器件、软启动电容器、偏置输入旁路电容器和输出反馈分压器电阻的负端均连接到AGND层。请勿直接使用任何高电流或高电流δI/δT路径连接到隔离AGND层。AGND是一个安静的接地层，没有大电流流过。

所有电源器件(如低端开关、旁路电容、输入输出电容等)的负端连接到PGND层，承载高电流。

GND层中的压降可能相当大，从而影响输出精度。AGND层连接到输出电容的负端（见图4），可显著提高输出精度和负载调节。

图4. 从AGND层到PGND层的连接

AGND层一路扩展到输出电容，AGND层和PGND层在输出电容的负端连接到过孔。

图2显示了连接AGND和PGND层的另一种技术，AGND层通过输出大电容负端附近的过孔连接到PGND层。图3显示了PCB上某个位置的横截面，AGND层和PGND层通过输出大电容负端附近的过孔连接。

电流检测路径

为避免干扰噪声导致精度下降，必须适当布置电流模式开关调节器的电流检测路径。应特别注意双通道的应用，以消除任何通道之间的串扰。

ADP1850双通道降压控制器将低端MOSFET导通电阻RDS(ON)作为控制环路架构的一部分。SWx与此架构 在PGNDx引脚之间检测流经低端MOSFET的电流。通道中的地电流噪声可能会耦合到相邻通道中。所以，一定要使用 SWx和PGNDx尽可能短，并将其放置在MOSFET附近，以便准确检测电流。开尔文检测技术必须用于连接SWX和PGNDX节点，如图2和图5所示。注意，相应的 与低端MOSFET相连的PGNDX布线源。不要随意使用PGND 层连接到PGNDx引脚。

图5. 两个通道的接地技术

相比之下，对于ADP1829等双通道电压模式控制器，PGND1和PGND2引脚通过孔直接连接到PGND层。

反馈和限流检测路径

反馈(FB)和限流(ILIM)引脚是低信号电平输入，对容性和感性噪声干扰敏感。FB和ILIM接线应避免靠近高δI/δt布线。注意不要让布线形成环路，导致不良电感增加。在ILIM和PGND引脚之间增加一个小的MLCC去耦电容 (如22 pF)，有助于进一步过滤噪声。

开关节点

开关调节器电路中的开关(SW)节点是噪音最高的地方，因为它承载着大量的交流和直流电压/电流。这个SW节点需要大面积的铜来尽可能减少电阻压降。将MOSFET和电感放在铜层附近，可以最大限度地减少串联电阻和电感。

对电磁干扰、开关节点噪声和响铃振荡更敏感的应用程序可以使用小缓冲器。缓冲器由电阻和电容器串联(见图片 在SW节点和PGND层之间，6中的RSNUB和CSNUB可以降低 低SW节点上的响铃振荡和电磁干扰。请注意，增加缓冲器可能会使整体效率略有下降0.2%至0.4%。

图6. 缓冲器和栅极电阻电阻

格栅极驱动路径

栅极驱动线(DH和DL)也要处理高δI/δt，铃声振荡和过冲经常发生。这些布线应尽可能短。最好直接布线，避免使用馈线穿过孔。如果必须使用过孔，每条布线应使用两个过孔，以降低峰值电流密度和寄生电感。

一个小电阻串联在DH或DL引脚上(大约2) Ω至4 Ω)它可以减缓栅极的驱动，从而减少栅极的噪声和过冲。另外，BST和SW 电阻也可以连接到引脚之间(见图6)。在布局期间使用0 Ω保留栅极电阻空间，可提高未来评估的灵活性。栅极电阻的增加会延长栅极电荷的上升和下降时间，从而导致栅极电荷的上升和下降。 MOSFET开关功率损耗增加。

总结

了解电流路径、敏感性和适当的设备放置是为了消除 PCB布局设计噪声问题的关键。ADI公司的所有电源设备评估板都采用上述布局布线指导原则来实现最佳性能。评估板文件UG-204和UG-205详细说明了ADP1850的布局。

请注意，所有开关电源都具有相同的元件和相似的电流路径敏感性。因此，对于电流模式的降压调节器 以ADP1850为例，同样适用于电压模式和/或升压开关调节器的布局布线。

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