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雙向轉(zhuǎn)換器時(shí)的PCB設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
轉(zhuǎn)換器連接的設(shè)備在將它們放置在PCB上時(shí)會(huì)極大地影響設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。使用雙向轉(zhuǎn)換器時(shí)，有三種主要現(xiàn)象會(huì)影響PCB設(shè)計(jì)：電源去耦，RF磁化率/輻射發(fā)射以及所需的ESD和EMI保護(hù)。
電源去耦
首先，電源噪聲會(huì)破壞雙向轉(zhuǎn)換器的功能。急劇的變化可能表明總線保持電路發(fā)生邏輯變化，并錯(cuò)誤地切換了輸入和輸出的方向。
而且，數(shù)字電源和電源噪聲永遠(yuǎn)不會(huì)很好地混合在一起，因?yàn)殡娫丛肼晻?huì)影響數(shù)字線路并導(dǎo)致命令/響應(yīng)失真。解決此問題的最佳方法是放置去耦電容器，特別是0.01uF至1uF范圍內(nèi)的陶瓷電容器，以繞過電源線上的交流噪聲。
這些電容器由于具有高頻特性，可能是最有用的解決方案。它們充當(dāng)這些AC信號(hào)的接地短路，因此僅留下DC電源電壓。設(shè)計(jì)人員必須將這些電容器放置在盡可能靠近芯片的位置，并將它們正確接地以確保發(fā)揮最大功效，如下所示：
通過將電容器靠近VL和VCC電源引腳放置，可以實(shí)現(xiàn)有效的電源去耦。這也提供了低阻抗接地連接。
射頻磁化率和輻射發(fā)射
從上圖可以看出，電容器通過接地層接地。也許這是避免環(huán)路的最有效的接地方法之一，它可以最大程度地減少第二種RF磁化率現(xiàn)象。
此外，該應(yīng)用筆記指出，這些轉(zhuǎn)換器必須與最小化環(huán)路的走線連接。回路由信號(hào)/電源走線和接地走線形成，回路越大，天線表現(xiàn)出的天線特性就越多。下圖顯示了由于PCB布局設(shè)計(jì)不良而形成的環(huán)路。
PCB走線越長，RF磁化率越高。
通過使轉(zhuǎn)換器盡可能靠近I / O連接器并通過I / O連接器和轉(zhuǎn)換器將其接地，可以減小I / O1和I / O2走線的長度，從而最大程度地減少圖中的環(huán)路。地平面。這些變化將縮小環(huán)路面積，從而在最大程度地提高效率的同時(shí)減少RF發(fā)射。生成的布局可能與此類似：
ESD和EMI保護(hù)
由于轉(zhuǎn)換器可以連接到內(nèi)部和外部設(shè)備，因此安全對其操作至關(guān)重要。由于許多需要電壓轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用都涉及到外部信號(hào)的連接，因此這些設(shè)備通常設(shè)計(jì)為承受一定的浪涌電平，包括某些ESD保護(hù)。
通常，這些功能不足以用于外部連接應(yīng)用程序，因此需要一些額外的保護(hù)。
瞬態(tài)電壓抑制二極管
瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）二極管可以解決。TVS二極管是固態(tài)PN結(jié)器件，用于保護(hù)敏感的IC免受瞬態(tài)浪涌的影響。在正常操作下，它們起到開路的作用，減少了一些泄漏。當(dāng)檢測到某個(gè)閾值電壓時(shí)，它會(huì)雪崩并短路。
TVS二極管的操作。
這些設(shè)備本質(zhì)上可以是單向的或雙向的，并且經(jīng)常使用雙向設(shè)備。TVS二極管應(yīng)連接到EARTH / CHASSIS接地連接，而不是電路的信號(hào)接地信號(hào)。這種實(shí)現(xiàn)方式對于避免任何“接地顛簸”很有用，因?yàn)檫@些浪涌會(huì)干擾您的接地信號(hào)，這會(huì)對整個(gè)電路的運(yùn)行產(chǎn)生破壞性影響。
此外，建議設(shè)計(jì)人員將TVS二極管放置在靠近進(jìn)入轉(zhuǎn)換器的外部信號(hào)源的附近。它們必須通過一個(gè)平面接地（理想情況下），或者到它們的接地側(cè)有很短的“短截線（stub）”連接，以最大化其有效性。這些二極管的最佳情況布局示例如下所示：
通過考慮I / O走線，TVS二極管和去耦電容器的布局，可以提高電壓電平轉(zhuǎn)換器的性能。
如果遵循這些準(zhǔn)則，翻譯器的操作將幾乎得到保證，并且設(shè)備的安全性將得到最大化。