片上 IEC ESD 保護(hù)對實(shí)驗(yàn)室和便攜式設(shè)備是有用的，但不足以應(yīng)對工業(yè)環(huán)境中發(fā)生的 EFT 和浪涌瞬變。因此，穩(wěn)健而可靠的總線節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)需要使用外部瞬態(tài)保護(hù)器件。ESD 和 EFT 瞬變脈沖群的頻率帶寬較寬（大約 3MHz 至 3GHz），因此在 PCB 設(shè)計(jì)過程中必須應(yīng)用高頻布局技術(shù)。至少需要四層才能實(shí)現(xiàn)低 EMI PCB 設(shè)計(jì)（請參閱圖 11-1）。
- 層堆疊應(yīng)符合以下順序（從上到下）：高速信號層、接地平面、電源平面和低頻信號層。
- 在頂層布置高速跡線可避免使用過孔（以及引入其電感），并且可實(shí)現(xiàn)隔離器與數(shù)據(jù)鏈路的發(fā)送器和接收器電路之間的可靠互連。
- 通過在高速信號層旁邊放置一個(gè)實(shí)心接地平面，可以為傳輸線互連建立受控阻抗，并為返回電流提供出色的低電感路徑。
- 在接地平面旁邊放置電源平面后，會(huì)額外產(chǎn)生大約 100 pF/in2 的高頻旁路電容。
- 在底層路由速度較慢的控制信號可實(shí)現(xiàn)更高的靈活性，因?yàn)檫@些信號鏈路通常具有裕量來承受過孔等導(dǎo)致的不連續(xù)性。
- 將保護(hù)電路放置在靠近總線連接器的位置，以防止噪聲瞬變穿透電路板。
- 使用 VCC 和接地層來提供低電感。高頻電流可能會(huì)選擇電感最小的路徑，而不一定選擇電阻最小的路徑。
- 將保護(hù)元件設(shè)計(jì)成信號路徑的方向。不得將瞬態(tài)電流從信號路徑強(qiáng)行轉(zhuǎn)移至保護(hù)器件。
- 在盡可能靠近電路板上收發(fā)器、UART 和控制器 IC 的 VCC 引腳的位置應(yīng)用 0.1μF 旁路電容器。
- 當(dāng)旁路電容器和保護(hù)器件連接 VCC 和接地端時(shí)，應(yīng)至少使用兩個(gè)過孔以最大限度地減小有效過孔電感。
- 為使能線路使用 1kΩ 至 10kΩ 的上拉和下拉電阻器，從而在瞬態(tài)事件期間限制這些線路中的噪聲電流。
- 如果 TVS 鉗位電壓高于收發(fā)器總線引腳的指定最大電壓，則在 A 和 B 總線線路中插入防脈沖電阻器。這些電阻器可限制進(jìn)入收發(fā)器的剩余鉗位電流并防止其鎖存。
- 雖然純 TVS 保護(hù)足以應(yīng)對高達(dá) 1kV 的浪涌瞬態(tài)，但更高的瞬態(tài)需要金屬氧化物壓敏電阻 (MOV) 將瞬態(tài)降低到幾百伏的鉗位電壓，以及瞬態(tài)阻斷單元 (TBU) 將瞬態(tài)電流限制在小于 1mA。
如果需要額外的電源電壓平面或信號層，請?jiān)诙褩Ｖ刑砑恿硪粋€(gè)電源平面或接地平面系統(tǒng)，以使其保持對稱。這樣可使堆棧保持機(jī)械穩(wěn)定并防止其翹曲。此外，每個(gè)電源系統(tǒng)的電源平面和接地平面可以放置得更靠近彼此，從而顯著增大高頻旁路電容。
有關(guān)詳細(xì)的布局建議，請參閱數(shù)字隔離器設(shè)計(jì)指南。