制造商為需要差分驅動電壓的設計制造全差分放大器。示例應用包括高速 ADC 輸入、高速模擬信號傳輸、高頻噪聲抑制和低失真應用。大多數(shù)全差分放大器應用都是高頻應用;全差分放大器的增益帶寬在數(shù)千兆赫茲范圍內(nèi)。因此，全差分放大器設計需要了解高頻印刷電路板的布局和結構。
簡單地講，差分信號就是兩個相關信號的差值，本文介紹的是電壓差分信號，它已經(jīng)廣泛的用于音頻、數(shù)據(jù)傳輸和電話中。雖然比單端輸入信號系統(tǒng)要復雜，但差分信號系統(tǒng)的優(yōu)點是明顯的。第一，差分信號對外部電磁干擾(EMI)是高度免疫的。一個干擾源對差分信號對的每一端影響都是相同的。因為由電壓差來決定信號，兩邊的干擾相抵，信號便不會有大幅的變化。第二，差分信號有利于識別微小信號。在差分信號系統(tǒng)中，基準點是由使用者來確定的，可以選擇兩輸入端的平均信號作為基準點，這就減小了信號的擺動范圍。第三，單端輸入系統(tǒng)的信號要依靠虛地，而差分信號就不需要這樣一個虛地，增加了雙極型信號的保真度和穩(wěn)定性。第四，差分信號的時序定位精確。差分信號受工藝和環(huán)境溫度的影響小，可降低時序上的誤差。目前流行的LVDS就是一種小振幅差分信號技術。
高頻印刷電路板設計是一種獨特的藝術形式，有人暗示它是黑魔法，需要巫師的觸摸。并不真地。遵循一些簡單的概念并仔細考慮適當?shù)奈锢矶删妥阋詫崿F(xiàn)出色的性能。
每個數(shù)字和模擬 IC 都需要將去耦電容器從電源連接到地(每個電源一個)。你必須 在條件允許的情況下，將去耦電容盡可能靠近電源引腳。而且，由于全差分放大器采用 SOP，因此請使用無鉛電容器。因為它是一條低阻抗接地路徑，所以數(shù)字去耦電容中和了開關門引起的電流尖峰。這種中和可防止電流尖峰在整個接地系統(tǒng)中傳播，并在分布平面阻抗上愉快地產(chǎn)生電壓噪聲。您用于設計電路的交流模擬理論需要在電源兩端進行交流短路才能使其有效。模擬去耦電容在 IC 引腳和電源引腳之間以及電源之間提供低阻抗電流路徑。
去耦電容的最小值為 0.01 μF;0.1μF 和更大的電容更好，但在尺寸、介電常數(shù)和值之間存在權衡。使用更好等級的陶瓷電容器以獲得高頻下的低阻抗。云母具有最高的頻率響應，但云母電容器的體積效率最低。鋁和鉭電解電容器在高頻(分別大于 1 和 10 MHz)下是無用的。
盡可能使用銅平面進行接地和配電。平面確保返回電流可以采用最短的返回路徑，從而最大限度地減少這些電流引起的分布電壓降(噪聲)。銅平面是電流的低阻抗返回路徑和 IC 的散熱器。較重的銅會降低電阻抗，但由于趨膚效應而降低不了多少。然而，它通過降低熱阻抗來增強散熱功能。分離模擬和數(shù)字平面——除了通常在電源處的連接——通過隔離柵極開關尖峰和數(shù)字噪聲來降低模擬噪聲。您可能必須蝕刻掉關鍵節(jié)點(放大器輸入引線)附近或下方的平面，因為平面感應的雜散電容會導致不穩(wěn)定。
切勿并行運行模擬和數(shù)字跡線;跡線間電容將數(shù)字噪聲耦合到模擬信號中。如果物理條件要求并行數(shù)字和模擬信號走線，則將走線分開，并在一端連接到模擬地線。中心跡線是一個法拉第屏蔽，幾乎可以消除耦合噪聲。這些提示可以防止大多數(shù)印刷電路板問題，但印刷電路板設計和布局書籍提供了更多材料來幫助解決微妙的問題。在第一次嘗試時獲得出色布局的一種方法是復制 IC 供應商的評估板圖稿。這一步不是盜竊或作弊——大多數(shù) IC 供應商都會給你布局參考。
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