微弱电流检测放大器PCB布线布局设计

为了获得设备的最佳操作性能，请使用良好 PCB 布局实践包括：

1. 噪声可以通过整个电路的电源引脚和操作放大器传播到模拟电路中。旁路电容器通过在模拟电路中提供低阻抗电源来降低耦合噪声。 – 在每个电源引脚和地面之间连接较低 ESR、0.1μF 陶瓷旁路电容器，尽可能靠近设备。 V 单旁路电容器适用于单电源应用。

2. 电路模拟和数字部分接地是最简单有效的噪声抑制方法之一。 PCB 上层或多层通常用于接地层。接地层有助于散热和减少 EMI 噪声拾取。确保数字和模拟的物理分离，注意电流的流动。

3. 为减少寄生耦合，输入线应尽可能远离电源或输出线。如果不能分开，最好垂直穿过敏感线，而不是与噪声线平行。

4. 将外部尽可能靠近放大器芯片的位置。使电阻RF 和 RG 靠近反向输入可以最大限度地减少寄生电容，如下面的布局示例所示。

5. 输入线尽可能短的长度。永远记住，输入线是电路最敏感的部分。

6. 考虑关键线路周围的驱动和低阻抗保护环。保护环可以显着减少来自附近不同电位走线的泄漏电流。

放大微电流时，需要在输入端添加屏蔽环（guard ring）(又称保护环)。

使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。 上图为白圈RL是 5V电源线与放大器输入脚之间的电源线PCB不同材料的板材电阻值不同。 5V电压通过电阻进入放大器，导致测量误差。

图中增加了保护环，保护环的电位由放大器的短特性保证，与信号输入脚一致。 5V电源线泄漏电流将通过保护环直接到地，以保护敏感的输入导线。

保护环应接收尽可能低的阻抗点，即由低阻抗源驱动。这是针对环外的。如果外界对保护环有漏电流，电流更容易通过低阻抗源导走，而不会过度影响环的电位。如下图所示，它是AD公司推荐的两种连接方法是反相放大形式的连接方法。由于同相端接地，其阻抗为0，因此保护环绕反相端并接收同相端；后者是同相放大形式的连接方式。同相端的阻抗非常大，因此最好保护环境，保护同相端并接收反相端。上图是保护环的画法，注意环的走线要短。

可参考保护环EVAL-ADA4530-1。ADA4530-1是ADI官方输入偏置电流最低的芯片(20fA）。因此，为了保证性能，在demo板的layout考虑了很多。可以直接去官网下载相关资料。 微弱电流保护也可以参考ADI精密光电二极管传感器电路优化设计。