制造商為需要差分驅(qū)動(dòng)電壓的設(shè)計(jì)制造全差分放大器。示例應(yīng)用包括高速 ADC 輸入、高速模擬信號(hào)傳輸、高頻噪聲抑制和低失真應(yīng)用。大多數(shù)全差分放大器應(yīng)用都是高頻應(yīng)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(shè)計(jì)需要了解高頻印刷電路板的布局和結(jié)構(gòu)。

簡(jiǎn)單地講，差分信號(hào)就是兩個(gè)相關(guān)信號(hào)的差值，本文介紹的是電壓差分信號(hào)，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(hào)系統(tǒng)要復(fù)雜，但差分信號(hào)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是明顯的。第一，差分信號(hào)對(duì)外部電磁干擾(EMI)是高度免疫的。一個(gè)干擾源對(duì)差分信號(hào)對(duì)的每一端影響都是相同的。因?yàn)橛呻妷翰顏頉Q定信號(hào)，兩邊的干擾相抵，信號(hào)便不會(huì)有大幅的變化。第二，差分信號(hào)有利于識(shí)別微小信號(hào)。在差分信號(hào)系統(tǒng)中，基準(zhǔn)點(diǎn)是由使用者來確定的，可以選擇兩輸入端的平均信號(hào)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，這就減小了信號(hào)的擺動(dòng)范圍。第三，單端輸入系統(tǒng)的信號(hào)要依靠虛地，而差分信號(hào)就不需要這樣一個(gè)虛地，增加了雙極型信號(hào)的保真度和穩(wěn)定性。第四，差分信號(hào)的時(shí)序定位精確。差分信號(hào)受工藝和環(huán)境溫度的影響小，可降低時(shí)序上的誤差。目前流行的LVDS就是一種小振幅差分信號(hào)技術(shù)。

高頻印刷電路板設(shè)計(jì)是一種獨(dú)特的藝術(shù)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(jiǎn)單的概念并仔細(xì)考慮適當(dāng)?shù)奈锢矶删妥阋詫?shí)現(xiàn)出色的性能。

每個(gè)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(gè)電源一個(gè))。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(qǐng)使用無鉛電容器。因?yàn)樗且粭l低阻抗接地路徑，所以數(shù)字去耦電容中和了開關(guān)門引起的電流尖峰。這種中和可防止電流尖峰在整個(gè)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(shè)計(jì)電路的交流模擬理論需要在電源兩端進(jìn)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(quán)衡。使用更好等級(jí)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(yīng)，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(jìn)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(huì)降低電阻抗，但由于趨膚效應(yīng)而降低不了多少。然而，它通過降低熱阻抗來增強(qiáng)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(guān)尖峰和數(shù)字噪聲來降低模擬噪聲。您可能必須蝕刻掉關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)(放大器輸入引線)附近或下方的平面，因?yàn)槠矫娓袘?yīng)的雜散電容會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定。

切勿并行運(yùn)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(hào)中。如果物理?xiàng)l件要求并行數(shù)字和模擬信號(hào)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(gè)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(shè)計(jì)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(shí)獲得出色布局的一種方法是復(fù)制 IC 供應(yīng)商的評(píng)估板圖稿。這一步不是盜竊或作弊——大多數(shù) IC 供應(yīng)商都會(huì)給你布局參考。