Texas Instruments OPA928EVM評估模塊是一款四層PCB，采用Rogers 4350B和FR-4混合堆疊。該EVM基于OPA928 36V毫微微安級、輸入偏置電流運算放大器，優(yōu)化用于極低電流和高阻抗應(yīng)用。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments OPA928EVM評估模塊數(shù)據(jù)手冊.pdf

OPA928EVM的內(nèi)部保護(hù)ESD結(jié)構(gòu)和獨特的封裝引腳分配將輸入與輸出和電源引腳隔離。內(nèi)部保護(hù)緩沖器可通過保護(hù)引腳訪問，將保護(hù)結(jié)構(gòu)擴(kuò)展到輸入跡線和反饋元件。

TI OPA928EVM采用先進(jìn)的防護(hù)和屏蔽技術(shù)，保持毫微微安級PCB布局性能。高阻抗 (Hi-Z) 緩沖器和跨阻抗放大器配置用于評估常見應(yīng)用電路中的OPA928。這些配置分為電路板上的兩個獨立電路。默認(rèn)情況下，0Ω電阻器Rgnd安裝在電路板底部，連接兩個電路的模擬接地。

兩個OPA928放大器（U1和U2）位于EVM底部，封裝在接地射頻屏蔽中，以保護(hù)它們免受污染、噪聲和電磁干擾 (EMI)。OPA928EVM的頂部設(shè)有各種引腳插座、跳線和其他元件，易于配置，同時限制了敏感節(jié)點上可能出現(xiàn)的性能退化污染。

PCB布局

OPA928EVM評估模塊全面技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述

Texas Instruments OPA928EVM評估模塊是專為評估OPA928飛安級輸入偏置電流運算放大器性能而設(shè)計的開發(fā)平臺。該模塊采用四層PCB混合堆疊結(jié)構(gòu)(Rogers 4350B+FR-4)，集成了高阻抗緩沖器和跨阻放大器(TIA)兩種典型應(yīng)用電路，可精確評估OPA928在飛安級電流檢測應(yīng)用中的關(guān)鍵性能。

?核心特性?：

• 雙電路配置：獨立的高阻抗(Hi-Z)緩沖器與跨阻放大器(TIA)電路
• 三重RF屏蔽設(shè)計：底部屏蔽+頂部可拆卸屏蔽結(jié)構(gòu)
• 專業(yè)防護(hù)技術(shù)：全銅防護(hù)環(huán)+三維防護(hù)結(jié)構(gòu)
• 支持±2.25V至±8V雙電源供電
• 集成10GΩ高值反饋電阻(TIA配置)

二、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

1. 飛安級信號保護(hù)系統(tǒng)

?防護(hù)環(huán)技術(shù)?：

• 所有高阻抗輸入和反饋節(jié)點周圍布置銅防護(hù)環(huán)
• 內(nèi)部防護(hù)緩沖器可跟蹤輸入共模電壓變化
• 去除防護(hù)銅上的阻焊層以減少表面電荷積累

?三維屏蔽架構(gòu)?：

• 底部層：敏感輸入走線和反饋元件
• 第三層：位于防護(hù)銅上方的附加防護(hù)層
• 頂部層：配置電路和輸出信號走線
• 三組RF屏蔽罩：Hi-Z電路1個，TIA電路2個(頂?shù)赘?)

2. 超低噪聲電源設(shè)計

• 獨立供電端子：J3(Hi-Z)和J8(TIA)
• 每路電源配置100nF去耦電容(C1/C2/C6/C7)
• 電源層與信號層隔離設(shè)計
• 支持±2.25V至±8V寬范圍工作電壓

三、電路配置詳解

1. 高阻抗緩沖器電路

?核心元件?：

• U1(OPA928)：非反相緩沖配置
• J1(CBJ70三軸連接器)：中心導(dǎo)體與外部屏蔽間帶防護(hù)層
• R1(0Ω)：輸入串聯(lián)電阻
• JP1：防護(hù)環(huán)連接跳線

?工作模式?：

• 輸入通過三軸連接器接入，防護(hù)層可連接至放大器防護(hù)緩沖器
• 反饋網(wǎng)絡(luò)(Rg/R3/C3)包含板載3.3pF補(bǔ)償電容
• 輸出通過J4端子塊引出

?典型應(yīng)用?：

• 高阻抗傳感器前端
• 靜電計放大器
• pH值測量電路

2. 跨阻放大器電路

?核心元件?：

• U2(OPA928)：反相配置
• J5(BNC連接器)：標(biāo)準(zhǔn)50Ω輸入接口
• RF(10GΩ)：表面貼裝反饋電阻
• K1/K2：MOSFET繼電器組成的T型開關(guān)

?特色功能?：

1. ?可配置反饋網(wǎng)絡(luò)?：
   • 默認(rèn)10GΩ電阻反饋(JP2安裝)
   • 可選100pF電容積分配置(JP3安裝)
   • 支持外接反饋元件(P4/P5插座)
2. ?T型開關(guān)復(fù)位系統(tǒng)?：
   • 通過J7端子控制(兩路獨立5V)
   • 時序要求：K1先斷開(1000μs)→K2閉合(500μs延遲)
   • 放電時間用戶可調(diào)(t3)
3. ?防護(hù)二極管限幅器?：
   • D1(3.6V齊納二極管)+內(nèi)部ESD二極管
   • 輸出限幅電壓4.3V(JP4安裝時啟用)
   • 有效防止輸入過流導(dǎo)致輸出飽和

四、PCB布局最佳實踐

1. 層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計

2. 關(guān)鍵布局要點

• ?Hi-Z電路?：
  • 輸入走線最短化(J1至U1)
  • 防護(hù)環(huán)包圍R1/R2走線
  • 反饋元件遠(yuǎn)離敏感區(qū)域
• ?TIA電路?：
  • RF/CF表面貼裝元件置于屏蔽區(qū)內(nèi)
  • 繼電器(K1/K2)靠近反饋節(jié)點
  • 輸入插座(P1/P2)與屏蔽罩保持安全距離

3. 材料選擇

• 基板：Rogers 4350B(高頻)+FR-4(常規(guī))
• 連接器：鍍金三軸(CBJ70)+BNC(5413631-2)
• 屏蔽罩：定制尺寸(S1711-46R安裝夾)

五、操作與維護(hù)指南

1. 靜電防護(hù)措施

• 操作時佩戴無粉手套
• 僅接觸板邊區(qū)域
• 避免呼吸氣流直接吹向PCB
• 非使用狀態(tài)存放于防靜電袋中

2. 清潔流程規(guī)范

? 超聲波清洗(推薦) ?：

1. 85℃去離子水超聲處理30分鐘
2. 100℃烘烤2小時

?手工清潔?：

1. 異丙醇沖洗敏感區(qū)域
2. 軟毛刷輕柔清潔60秒
3. 去離子水二次沖洗
4. 100℃烘烤2小時

3. 典型測試配置

?Hi-Z模式?：

1. ±5V供電接J3
2. 信號通過J1三軸連接器輸入
3. JP1安裝(驅(qū)動防護(hù)層)
4. 輸出從J4測量

?TIA模式?：

1. ±5V供電接J8
2. 光電流通過J5BNC輸入
3. JP2安裝(10GΩ反饋)
4. 需要復(fù)位功能時連接J7控制信號

六、應(yīng)用場景拓展

1. 光電檢測系統(tǒng)

• 搭配硅光電二極管(P3插座)
• 反饋電容配置為積分器(JP3)
• 啟用T型開關(guān)定期復(fù)位

2. 離子束測量

• Hi-Z模式連接法拉第杯
• 防護(hù)環(huán)連接至屏蔽殼體
• 配合靜電計探頭使用

3. 生物電信號采集

• 超低輸入電流(<1fA)
• 三軸連接減少干擾
• 電池供電時啟用±2.25V模式