参考电路 3490

参数测量单元(PMU)的布线指南



概述

同所有的精密电子电路一样,选择合适的外围元件和电路布线能够获得尽可能好的性能。本应用笔记将描述PMU元件MAX9949/MAX9950在电路设计、补偿、布线和散热处理方面的要求。

器件描述

MAX9949/MAX9950是适用于自动测试设备(ATE)和其他类似仪器的双路PMU器件。它具有尺寸小、宽加载、测量范围,精度高等特点,非常适合每引脚或每点需要一个PMU的测量设备。MAX9949/MAX9950内置缓冲驱动,可以根据用户需求对PMU器件电压和电流的工作范围进行扩展。

典型电路


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概述

同所有的精密电子电路一样,选择合适的外围元件和电路布线能够获得尽可能好的性能。本应用笔记将描述PMU元件MAX9949/MAX9950在电路设计、补偿、布线和散热处理方面的要求。

器件描述

MAX9949/MAX9950是适用于自动测试设备(ATE)和其他类似仪器的双路PMU器件。它具有尺寸小、宽加载、测量范围,精度高等特点,非常适合每引脚或每点需要一个PMU的测量设备。MAX9949/MAX9950内置缓冲驱动,可以根据用户需求对PMU器件电压和电流的工作范围进行扩展。

典型电路


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推荐电路布局

应使用具有单独的电源层和地层的多层印刷电路板。电源层和地层的敷铜厚度应为1盎司。如果所采用电路板的层数有限,则可以将VCC、VEE和VL等多个不同的电源电压都设计在同一个电源层。注意:因为模拟地(AGND)是内部电路的参考地,所以应当尽可能保持干净。因此元件数字部分的工作电流应避免流过模拟输入端附近的模拟地(AGND)平面。对此最好的办法是将地平面分割为模拟地(AGND)和数字地(DGND)。但是,如果电路板的布线水平高,地平面也是可以公用的。

放大电路的补偿电容CCM应放置在离PMU器件尽可能近的地方,以减少寄生效应。(请参考MAX9949/50数据资料的功能框图部分)。

敏感输入

由于PMU可以测量非常小的电流信号,所以对噪声非常敏感。信号输入端口:RxCOM、RxA、RxB、RxC、RxD和RxE应当同那些具有大的电流噪声的端口,比如数字开关端口,进行充分的隔离。同样道理,检测电流信号的输入端口RxDx和RxAx也应如此。

噪声信号

DUTHx和DUTLx的比较器输出部分能产生很大的dV/dT噪声,所以,这些输出端口应当同PMU器件的敏感信号输入端口进行充分隔离。
数字信号输入端口也应当同PMU的敏感信号输入端口充分隔离。

当使用内部比较器(尤其是采用公用地平面设计时),作为1位A/D转换器,或当比较器电平与模拟输入非常接近时,应当将比较器上拉电阻增大到10K, 并且并联一个1nF的电容。请注意:这将显著增大比较器的上升时间。比较器输出为低电平有效,由于并不影响对过流故障的快速检测,这种折衷还是可以接受的。

补偿

供电

所有供电端都应当在尽可能靠近PMU引脚的位置放置高频旁路电容。大多数情况下,0.1µF的陶瓷电容即可满足要求。MAX9949/MAX9950能为负载提供高达25mA的驱动电流。对于使用低阻抗负载或容性负载的应用,需要电源端提供更大的电流。在每4到6个PMU器件的电源部分增添一些1µF的旁路电容有助于改善电路的动态特性。

主放大器

PMU的主放大器经过一个120pF电容补偿后,对于高达2500pF的负载可保持稳定。小的补偿电容可以获得快速的上升时间,但延长了放大器的建立时间。

散热

MAX9949/MAX9950采用64-TQFP封装,具有高效的散热性能。有两种封装供用户选择:裸露焊盘位于封装顶部(-EPR)或位于封装低部(-EP)。

在使用封装底部导热的器件时,电路板上的散热焊盘应做在顶部布线层。请注意:裸露的焊盘在电气上已连接到芯片的负电源(VEE)。因而该焊盘必须连接在系统的VEE,或保持浮空。不要将裸露焊盘连接到其它电气网络。裸露焊盘的宽度和长度不要超出散热焊盘1mm。参考EIA/JEDEC标准的JESD51-5和JESD51-7以了解进一步的细节。)

在采用封装顶部导热的器件时,建议采用有效的散热措施。在封装顶部安装一个液冷硅树脂散热器或水冷/液冷散热片。请务必注意,裸露焊盘在电气上已连接到芯片的负电源(VEE)。

结论

通过合理选择外围元件和布线,用户能在最终产品中充分发挥PMU的高精度和高效性能。

 
Status:
Package:
Temperature:

MAX9949
双路引脚参数测量单元

  • 加载电压/测量电流(FVMI)
  • 加载电流/测量电压(FIMV)
  • 加载电压/测量电压(FVMV)

MAX9950
双路引脚参数测量单元

  • 加载电压/测量电流(FVMI)
  • 加载电流/测量电压(FIMV)
  • 加载电压/测量电压(FVMV)