运算放大器电路PCB的设计技巧

最新推荐文章于 2025-06-16 11:35:09 发布

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分类专栏：姿态、罗盘、倾角传感器东方微电文章标签：硬件工程单片机嵌入式硬件 stm32 mcu

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/DFWee/article/details/121393146

本文详细探讨了高速运算放大器电路PCB设计中的关键问题，包括原理图设计、布线策略、旁路电源配置、寄生效应的考虑、接地平面的重要性以及布线和屏蔽的方法。强调了在设计过程中要注意信号完整性和减小寄生效应，以确保电路性能和稳定性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

印制电路板（PCB）布线在高速电路中具有关键的作用，但它往往是电路设计过程的最后几个步骤之一。

本文主要从实践的角度来探讨高速电路的布线问题。

主要目的在于帮助新用户当设计高速电路 PCB 布线时对需要考虑的多种不同问题引起注意。

另一个目的是为已经有一段时间没接触 PCB 布线的客户提供一种复习资料。

我们将讨论对提高电路性能、缩短设计时间、节省修改时间具有最大成效的关键部分。

虽然这里主要针对与高速运算放大器有关的电路，但是这里所讨论的问题和方法对用于大多数其它高速模拟电路的布线是普遍适用的。

当运算放大器工作在很高的射频（RF）频段时，电路的性能很大程度上取决于 PCB 布线。

“图纸”上看起来很好的高性能电路设计，如果由于布线时粗心马虎受到影响，最后只能得到普通的性能。在整个布线过程中预先考虑并注意重要的细节会有助于确保预期的电路性能。

原理图

尽管优良的原理图不能保证好的布线，但是好的布线开始于优良的原理图。

在绘制原理图时要深思熟虑，并且必须考虑整个电路的信号流向。如果在原理图中从左到右具有正常稳定的信号流，那么在 PCB 上也应具有同样好的信号流。在原理图上尽可能多给出有用的信息。

因为有时候电路设计工程师不在，客户会要求我们帮助解决电路的问题，从事此工作的设计师、技术员和工程师都会非常感激，也包括我们。

除了普通的参考标识符、功耗和误差容限外，原理图中还应该给出哪些信息呢？下面给出一些建议，可以将普通的原理图变成一流的原理图。

多依靠自己

如果不是你自己设计布线，一定要留出充裕的时间仔细检查布线人的设计。在这点上很小的预防抵得上一百倍的补救。不要指望布线的人能理解你的想法。在布线设计过程的初期你的意见和指导是最重要的。你能提供的信息越多，并且整个布线过程中你介入的越多，结果得到的 PCB 就会越好。

给布线设计工程师设置一个暂定的完成点——按照你想要的布线进展报告快速检查。这种“闭合环路”方法可以防止布线误入歧途，从而将返工的可能性降至最低。

需要给布线工程师的指示包括：电路功能的简短描述，标明输入和输出位置的 PCB 略图，PCB 层叠信息（例如，板子有多厚，有多少层，各信号层和接地平面的详细信息——功耗、地线、模拟信号、数字信号和 RF 信号）；各层需要哪些信号；要求重要元件的放置位置；旁路元件的确切位置；哪些印制线很重要；哪些线路需要控制阻抗印制线；哪些线路需要匹配长度；元件的尺寸；哪些印制线需要彼此远离（或靠近）；哪些线路需要彼此远离（或靠近）；哪些元器件需要彼此远离（或靠近）；哪些元器件要放在 PCB 的上面，哪些放在下面。永远不要抱怨需要给别人的信息太多——太少吗？是；太多吗？不。

一条学习经验：大约 10 年前，我设计一块多层的表面贴电路板——板子的两面都有元件。用很多螺钉将板子固定在一个镀金的铝制外壳中（因为有很严格的防震指标）。提供偏置贯通的引脚穿过板子。该引脚是通过焊接线连接到 PCB 上的。这是一个很复杂的装置。板子上的一些元件是用于测试设定（SAT）的。但是我已经明确规定了这些元件的位置。你能猜出这些元件都安装在什么地方吗？对了，在板子的下面。当产品工程师和技术员不得不将整个装置拆开，完成设定后再将它们重新组装的时候，显得很不高兴。从那以后我再也没有犯过这种错误了。