微弱电流检测放大器PCB布线布局设计

为获得设备的最佳操作性能，请使用良好的 PCB 布局实践，包括：

噪声可以通过整个电路的电源引脚和运算放大器传播到模拟电路中。旁路电容器通过在模拟电路本地提供低阻抗电源来降低耦合噪声。
– 在每个电源引脚和地之间连接低 ESR、0.1μF 陶瓷旁路电容器，并尽可能靠近器件放置。从 V+ 到地的单个旁路电容器适用于单电源应用。
电路的模拟和数字部分分别接地是最简单和最有效的噪声抑制方法之一。多层 PCB 上的一层或多层通常专用于接地层。接地层有助于散热并减少 EMI 噪声拾取。确保在物理上分离数字地和模拟地，注意地电流的流动。
为减少寄生耦合，输入走线应尽可能远离电源或输出走线。如果无法将它们分开，最好垂直穿过敏感迹线，而不是与噪声迹线平行。
将外部元件放置在尽可能靠近放大器芯片的位置。使电阻RF 和 RG 靠近反相输入可以最大限度地减少寄生电容，如下面布局示例中所示。
使输入走线的长度尽可能短。永远记住，输入走线是电路中最敏感的部分。
考虑关键走线周围的驱动、低阻抗保护环。保护环可以显着减少来自附近不同电位走线的泄漏电流。

在对微电流进行放大时，需要对输入端加上屏蔽环（guard ring）(也叫保护环)。

目的使得同相端和反相端等电位，防止同相端通过电路板流向反相端产生的漏电流。

上图白色圈内的RL是+5V电源线和放大器输入脚之间的PCB板材的电阻，不同材料该值不同。+5V电压通过该电阻会产生电流进入放大器导致测量误差。

该图加入了保护环路，保护环路的电位由放大器虚短特性保证和信号输入脚一致。此时+5V电源线泄漏电流会直接通过保护环到地，实现对敏感的输入引线的保护。

保护环要接到尽量低的阻抗点上，即被低阻抗的源所驱动。这一点是针对环外来说的，如果外界对保护环有漏电流，那么电流通过低阻抗源可以更容易导走，而不至于过多地影响环的电位。如下图所示，它是AD公司推荐的两种接法，前者是反相放大形式的接法，由于同相端接地，它的阻抗是0，所以保护环绕反相端保护，而接到同相端；后者是同相放大形式的接法，同相端的阻抗是很大的，所以相比之下，把保护环保护同相端而接到反相端更好。上图是保护环的画法，注意环的走线要短。

关于保护环，可以参考EVAL-ADA4530-1。ADA4530-1是ADI官方输入偏置电流最低的一款芯片（20fA）。所以为了保证性能，在demo板的layout上，考虑了很多。大家可以直接去官网下载相关资料。

微弱电流保护还可以参考ADI的《精密光电二极管传感器电路优化设计》。

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