使用双向翻译时的PCB设计注意事项

在上一篇文章中，我们讨论过电压级转换器在电压变化的世界中的地位。除了他们的操作理论之外，这些翻译人员必须仔细投入电路。

使用电压电平转换器的应用图。图片由德州仪器公司

翻译器连接到将它们放置在PCB上时，转换器的设备可以大大影响设计注意事项。根据AN半导体应用笔记，有使用双向转换器时，影响PCB设计的三个主要现象:电源去耦，射频磁化率/辐射发射，需要ESD和EMI保护。

在本文中，我们将回顾使用电压转换器时的一些设计指导原则，电压转换器在电子应用中越来越普遍。

电源去耦

首先，电源噪声可以杀死双向转换器的功能。剧烈的变化可以指示汇流对汇流电路的逻辑变化，并且错误地切换输入和输出方向。

此外，数字通信和电源噪声不能很好地混合在一起，因为电源噪声会影响数字线路，导致命令/响应失真。解决这个问题的最好办法是安装去耦电容，特别是在0.01uF到1uF范围内的陶瓷电容，以绕过电源线上的交流噪声。

由于其高频特性，这些电容器可以是最有用的解决方案。它们作为这些交流信号的速度缩短，因此单独留下直流电源电压。设计师必须尽可能靠近芯片将这些电容器放在芯片上，并正确地接地以确保最大功效，其示例如下所示：

通过将电容器放置在VL和VCC功率引脚附近，发生有效的电源去耦。这也提供了低阻抗接地连接。图片由在半导体上

RF易感性和辐射排放

从上图中，我们可以看到电容通过接地面接地。这也许是最有效的接地方法之一，以避免循环，这可以减少第二RF易感性现象。

此外，应用程序注意事项指出，这些翻译器必须与最小化循环的跟踪相连接。回路由一个信号/功率通道和一个地面通道组成，回路越大，它显示的天线特性就越多。下图显示了由于设计不良的PCB布局而形成的回路。

PCB痕迹越长，射频敏感度越高。图片由在半导体上

图中的循环可以通过减少I / O1和I / O2迹线的长度通过将转换器移动到I / O连接器尽可能接近，并通过接地平面将I / O连接器和转换器连接到地。这些变化将缩小回路区域，从而切割射频排放，同时最大化其效率。由此产生的布局可能看起来类似于这个：

图片由在半导体上

ESD和EMI保护

由于转换器可以连接到内部和外部设备，因此安全对其操作至关重要。由于需要电压转换器的许多应用程序涉及到与外部信号的连接，因此这些设备通常设计用于承受某个浪涌等级，包括某些ESD保护。

通常，这些功能对于外部连接应用程序不足，因此需要一些增加的保护。

瞬态电压抑制二极管

瞬态电压抑制器（TV）二极管可以是解决方案。METECH的说法，电视二极管是固态PN结器件，用于保护敏感ic免受瞬态冲击。在正常操作下，它们充当开放电路，减去一些泄漏。当检测到某个阈值电压时，它是雪崩并且变短。

电视二极管的操作。图片由Semtech

这些设备在本质上可以是单向的，也可以是双向的，通常使用的是双向的。TVS二极管应与接地/底盘连接，而不是电路的接地信号。这种实现是有用的，以避免任何“地面颠簸”，因为这些浪涌干扰您的地面信号，这可能有破坏性的影响，对整个电路运行。

此外，Semtech建议设计师将TVS二极管放置在接近进入转换器的外部信号源的位置。它们必须通过一个平面接地(理想情况下)，或有非常短的“存根”连接到它们的接地侧，以最大限度地提高它们的效率。以下是这些二极管的最佳情况布局示例:

通过考虑I/O道、TVS二极管和解耦电容器的布局，可以提高电压级转换器的性能。图片由在半导体上

如果遵循这些指南，则将译者的操作靠近保证，并且设备的安全性最大化。