高速ADC的正确布板、元件选择及布局指南

• 一般而言，采用带整体地层和电源层的多层PCB可获得最佳信号完整性。
• MAX12555需要高速布板技术，包括裸焊盘可靠接地。
• 保持MAX12555模拟部分的内层地平面完整性，空隙(void)必须最少。过孔交错排列，保持非常小的过孔间隙，将空隙减少到最低程度。另外，在关键元件下方应布设完整的地，尤其是接引脚1和引脚2的REF电容、接引脚3 的COM旁路电容、接模拟信号输入引脚5和引脚6的小电容。
• 将不同的输入和输出信号限定在不同的PCB层，如：所有模拟信号输入位于X层、所有数字信号输出位于Y层、所有时钟信号位于Z层等。尽量将每一层夹在两层地之间或使用微带线。
• 使用与地相对的电源平面来减小信号感应，将总体噪声降至最低。功率走线应宽一些，以降低IR压降和电感。
• 对于GND和VDD (电源线)，建议采用多个18mil规格的过孔。
• MAX12555的所有GND和裸焊盘(EP)必须连至同一地平面。MAX12555依靠EP实现与地的低电感连接，通过多个过孔连至指定地层。所需的过孔数量取决于孔的尺寸。作为指导原则，Maxim建议采用5 x 5 (总共25个)矩阵的13mil规格的过孔。最少需要12个过孔。
• MAX12555最关键的输入、输出是模拟信号输入、基准引脚、时钟和数字输出。最关键的引脚是1、2、3、5、6、9、10、38和39。
• ADC周围连接旁路电容和关键电容的走线应尽可能的宽，以减小电阻和电感。建议采用宽度大于或等于10mil的走线。如果元件无法直接连至地平面，则其接地线应尽可能宽。这还应包括PCB设计中的接地热焊盘。
• 如果旁路电容使用热焊盘与GND连接，每个旁路电容使用两个热焊盘，GND端使用过孔以减小电感。
• 高速数字信号走线应远离敏感的模拟信号线、时钟线、REFP (引脚1)和REFN (引脚2)。
• 所有信号线(包括REFP和REFN)都应尽可能短并且避免90°折线。
• 确保差分模拟输入网络对称，并且所有寄生效应是均衡的。
• 所有旁路电容应尽可能靠近器件，最好在PCB同侧，可采用表贴器件减小电感(在下面的布板建议中有更详细的介绍)
• 通常所有GND旁路过孔尺寸应为18mil。
• 为实现最佳性能，需要独立的模拟和数字电源。
• MAX12555可接受差分或单端时钟输入。
• MAX12555可接受差分或单端模拟输入，差分输入可提供最佳性能。
• EP作为器件的主要接地途径，必须正确连接到指定地平面。
• 使用地线“隔离”ADC电路和PCB上的其它任何相邻电路。例如：一个PCB上有多个ADC时，利用地平面将每个ADC的相关电路隔离开来。

• (引脚1，REFP)：通过一个位于PCB顶层的高频陶瓷电容(最大1.0µF)将REFP旁路至GND。所有REFP走线应尽可能短。

• (引脚2，REFn)：通过一个位于PCB顶层的高频陶瓷电容(最大1.0µF)将REFP旁路至GND。所有REFP走线应尽可能短。
• (引脚1，REFP和引脚2，REFN)：REFP和REFN之间并联两个容值分别为10µF和1µF的高频陶瓷电容。与引脚1和引脚2连接的任何电容都必须具有良好的高频性能。
• (引脚3，COM)：COM通过一个高频性能良好的2.2µF陶瓷旁路至GND。
• (引脚5 & 6，INP & INN)：为获得最佳总体AC性能，这些引脚与地之间都应接并联电容，容值依应用而定，范围为5.6pF到12pF。这些电容值可被包含在任何驱动ADC的抗混叠滤波器谐振电路中，并且应被放在电路板顶层。
• (引脚12-15，36，VDD)：使用高频性能良好的0.1µF和2.2µF陶瓷电容各一个并联，将VDD旁路至GND。
• (引脚17，34，OVDD)：使用高频性能良好的0.1µF和>2.2µF陶瓷电容各一个并联，将OVDD旁路至GND。
• (引脚19-32，D13-D0)：包括数据输出引脚与各自负载的串联电阻。这些电阻可限制从输出逻辑驱动器进入芯片内部GND的高频边沿电流。选定的阻值与负载电容一起产生的RC时间常数约为1ns。Maxim公司采用非常小而且低成本的电阻阵列，基本是多只0402电阻构成一组。评估板使用的是Panasonic公司的EXB-2HV-221J。
• (引脚38，REFOUT)：采用内部基准时，REFOUT直接与REFIN连接，或通过一个电阻分压器设定REFIN输入电压。REFOUT通过一个高频性能良好、≥0.1µF的陶瓷电容旁路至GND。
• (引脚39，REFIN)：在内部基准模式和带缓冲的外部基准模式，REFIN通过一个 ≥0.1µF的电容旁路至GND。在无缓冲的外部基准模式下，REFIN连至GND。

• 将MX12555放置在PCB顶层。
• 接着，在引脚1与引脚2之间放置一个1µF电容。该电容应位于PCB顶层，并且尽量靠近这两个引脚。REFP和REFN (引脚1、2)之间跨接的电容应在制造公差允许范围内尽量靠近DUT。
• 下一步，放置引脚1至地和引脚2至地的旁路电容。这些电容应尽可能靠近共用的1µF电容，同时用过孔将电容的GND一端与指定模拟地相连(也与器件EP相连)。如果第二层有一个地平面，则该地平面应延伸到这三个器件的下方以减少引脚1和引脚2上的电感。对于REFP和REFN旁路电容的接地过孔，Maxim公司采用18mil的钻孔直径，选择较大尺寸是因为过孔电镀后会减小3mil。孔的最终尺寸应为约为15mil。
• 接下来，在引脚1与引脚2之间放置一个10µF电容。如果顶层没有足够空间安装此电容，也可以像评估板那样把它放在PCB底层，利用过孔传输信号。该电容与器件引脚间的走线总长应减至最小。
• 与引脚1和引脚2连接的走线应尽可能短，并且应当是匹配的。即：它们应当是对称的，而且长度应相同。
• 接着，放置引脚3至GND的2.2µF电容，尽可能靠近器件。如果需要，该电容可放在PCB底层，采用13mil过孔与引脚3连接。走线应尽可能短。
• 所有GND引脚(引脚4、7、16和35)应与MAX12555器件下方的覆铜相连。
• 应遵循以下原则：正确连接MAX12555的EP与指定接地层(最好是第二层)，需要使用足够多的过孔以降低电感，过孔数量取决于孔的尺寸。作为指导原则，Maxim公司建议采用5 x 5 (总共25个)的13mil过孔矩阵，最小过孔尺寸应为12mil。
• 模拟输入应是均衡的。也就是说，从驱动源(放大器和滤波器等)到差分输入端的走线应该等长，元件布局应相互对称，这样，所有的寄生参数才会均衡。走线长度应尽可能短，以降低电感、减小干扰。
• 将输入引脚5和引脚6的旁路电容放置在PCB顶层靠近器件引脚的位置，尽量减小走线长度。
• 应使用某一层(最好是第二层)作为可靠的模拟接地层，推荐使用过孔阵列将其与MAX12555的EP连接。
• 时钟布线建议(引脚9和引脚10)：
  时钟输入与模拟输入和基准一样敏感。应像对待模拟信号那样对时待时钟信号。避免将时钟线靠近任何数字输出信号线。如果板上有多个ADC，则需隔离时钟线对，以尽量降低噪声并减小来自其它ADC的干扰。时钟信号线不应与数字输出信号线布在同一层。如果布在同一层，应尽量使这两类信号线之间保持较大间距，并在这两类信号线之间布隔离的GND，以降低可能产生的任何耦合。

建议采用典型值为1.4VP-P的差分时钟输入，这是器件的特性之一。但时钟输入信号摆幅的峰值并不是最重要的，保证快速上升和下降时间的摆率更重要。另外，内部差分放大器可提供增益，对信号进一步整形。评估板采用一个中心抽头变压器放大时钟输入，以确保快速上升和下降时间，然后再用二极管将摆幅限制在1.4VP-P。对于单端时钟信号来说，边沿应较陡，并且满足数据资料规定的最高和最低电压要求，即逻辑高电平最低为0.8VDD，逻辑低电平最高为0.2VDD。时钟共模电压(1/2VDD)由内部提供。推荐的接口电路/驱动器逻辑：任何逻辑输入，包括CMOS、LVPECL、LVDS都可用于驱动时钟输入。对于高频输入信号的应用，建议采用非常高速的LVPECL时钟分配电路，如MAX9320 PECL缓冲器。

• 引脚12-15，36，VDD：最好将0.1µF的旁路电容放在器件引脚旁。
• 引脚17，34，OVDD：最好将0.1µF的旁路电容放在器件引脚旁。
• 数据线(引脚19至引脚32)：对于输出数椐引脚，从ADC到缓冲器或负载IC的走线应尽量短。串联电阻尽可能靠近ADC，为确保最佳性能，总负载电容应等于10pF。而保证缓冲器或负载IC的地与MAX12555的EP可靠连接，对于实现最佳的AC性能非常重要。如果将数椐线布在顶层或底层(采用微带线技术)，则相邻层必须是地层，以形成有效传输线。如果将数据线布在内层(采用带状线技术)，则其相邻各层必须为地电位以形成有效传输线。数字信号输出应紧密排列在单一总线内以控制电流回路。另外，尽量减小MAX12555与数字负载间的接地层空隙(由数字信号过孔产生)，当数据线进入内层时，过孔应交错排列。
• REFOUT和REFIN (引脚38和引脚39)的旁路电容必须靠近器件引脚，使用短的走线直接与器件接地层相连。