Texas Instruments OPA928EVM评估模块是一款四层PCB，采用Rogers 4350B和FR-4混合堆叠。该EVM基于OPA928 36V毫微微安级、输入偏置电流运算放大器，优化用于极低电流和高阻抗应用。

数据手册：*附件：Texas Instruments OPA928EVM评估模块数据手册.pdf

OPA928EVM的内部保护ESD结构和独特的封装引脚分配将输入与输出和电源引脚隔离。内部保护缓冲器可通过保护引脚访问，将保护结构扩展到输入迹线和反馈元件。

TI OPA928EVM采用先进的防护和屏蔽技术，保持毫微微安级PCB布局性能。高阻抗 (Hi-Z) 缓冲器和跨阻抗放大器配置用于评估常见应用电路中的OPA928。这些配置分为电路板上的两个独立电路。默认情况下，0Ω电阻器Rgnd安装在电路板底部，连接两个电路的模拟接地。

两个OPA928放大器（U1和U2）位于EVM底部，封装在接地射频屏蔽中，以保护它们免受污染、噪声和电磁干扰 (EMI)。OPA928EVM的顶部设有各种引脚插座、跳线和其他元件，易于配置，同时限制了敏感节点上可能出现的性能退化污染。

PCB布局

OPA928EVM评估模块全面技术解析与应用指南

一、产品概述

Texas Instruments OPA928EVM评估模块是专为评估OPA928飞安级输入偏置电流运算放大器性能而设计的开发平台。该模块采用四层PCB混合堆叠结构(Rogers 4350B+FR-4)，集成了高阻抗缓冲器和跨阻放大器(TIA)两种典型应用电路，可精确评估OPA928在飞安级电流检测应用中的关键性能。

‌核心特性‌：

• 双电路配置：独立的高阻抗(Hi-Z)缓冲器与跨阻放大器(TIA)电路
• 三重RF屏蔽设计：底部屏蔽+顶部可拆卸屏蔽结构
• 专业防护技术：全铜防护环+三维防护结构
• 支持±2.25V至±8V双电源供电
• 集成10GΩ高值反馈电阻(TIA配置)

二、关键技术创新

1. 飞安级信号保护系统

‌防护环技术‌：

• 所有高阻抗输入和反馈节点周围布置铜防护环
• 内部防护缓冲器可跟踪输入共模电压变化
• 去除防护铜上的阻焊层以减少表面电荷积累

‌三维屏蔽架构‌：

• 底部层：敏感输入走线和反馈元件
• 第三层：位于防护铜上方的附加防护层
• 顶部层：配置电路和输出信号走线
• 三组RF屏蔽罩：Hi-Z电路1个，TIA电路2个(顶底各1)

2. 超低噪声电源设计

• 独立供电端子：J3(Hi-Z)和J8(TIA)
• 每路电源配置100nF去耦电容(C1/C2/C6/C7)
• 电源层与信号层隔离设计
• 支持±2.25V至±8V宽范围工作电压

三、电路配置详解

1. 高阻抗缓冲器电路

‌核心元件‌：

• U1(OPA928)：非反相缓冲配置
• J1(CBJ70三轴连接器)：中心导体与外部屏蔽间带防护层
• R1(0Ω)：输入串联电阻
• JP1：防护环连接跳线

‌工作模式‌：

• 输入通过三轴连接器接入，防护层可连接至放大器防护缓冲器
• 反馈网络(Rg/R3/C3)包含板载3.3pF补偿电容
• 输出通过J4端子块引出

‌典型应用‌：

• 高阻抗传感器前端
• 静电计放大器
• pH值测量电路

2. 跨阻放大器电路

‌核心元件‌：

• U2(OPA928)：反相配置
• J5(BNC连接器)：标准50Ω输入接口
• RF(10GΩ)：表面贴装反馈电阻
• K1/K2：MOSFET继电器组成的T型开关

‌特色功能‌：

1. ‌可配置反馈网络‌：
   • 默认10GΩ电阻反馈(JP2安装)
   • 可选100pF电容积分配置(JP3安装)
   • 支持外接反馈元件(P4/P5插座)
2. ‌T型开关复位系统‌：
   • 通过J7端子控制(两路独立5V)
   • 时序要求：K1先断开(1000μs)→K2闭合(500μs延迟)
   • 放电时间用户可调(t3)
3. ‌防护二极管限幅器‌：
   • D1(3.6V齐纳二极管)+内部ESD二极管
   • 输出限幅电压4.3V(JP4安装时启用)
   • 有效防止输入过流导致输出饱和

四、PCB布局最佳实践

1. 层叠结构设计

层序	功能描述	关键特性
顶层	配置电路	接地平面全覆盖
第二层	电源层	PVDD/PGND走线
第三层	防护层	三维防护结构
底层	信号层	敏感走线+防护环

2. 关键布局要点

• ‌Hi-Z电路‌：
  • 输入走线最短化(J1至U1)
  • 防护环包围R1/R2走线
  • 反馈元件远离敏感区域
• ‌TIA电路‌：
  • RF/CF表面贴装元件置于屏蔽区内
  • 继电器(K1/K2)靠近反馈节点
  • 输入插座(P1/P2)与屏蔽罩保持安全距离

3. 材料选择

• 基板：Rogers 4350B(高频)+FR-4(常规)
• 连接器：镀金三轴(CBJ70)+BNC(5413631-2)
• 屏蔽罩：定制尺寸(S1711-46R安装夹)

五、操作与维护指南

1. 静电防护措施

• 操作时佩戴无粉手套
• 仅接触板边区域
• 避免呼吸气流直接吹向PCB
• 非使用状态存放于防静电袋中

2. 清洁流程规范

‌ 超声波清洗(推荐) ‌：

1. 85℃去离子水超声处理30分钟
2. 100℃烘烤2小时

‌手工清洁‌：

1. 异丙醇冲洗敏感区域
2. 软毛刷轻柔清洁60秒
3. 去离子水二次冲洗
4. 100℃烘烤2小时

3. 典型测试配置

‌Hi-Z模式‌：

1. ±5V供电接J3
2. 信号通过J1三轴连接器输入
3. JP1安装(驱动防护层)
4. 输出从J4测量

‌TIA模式‌：

1. ±5V供电接J8
2. 光电流通过J5BNC输入
3. JP2安装(10GΩ反馈)
4. 需要复位功能时连接J7控制信号

六、应用场景拓展

1. 光电检测系统

• 搭配硅光电二极管(P3插座)
• 反馈电容配置为积分器(JP3)
• 启用T型开关定期复位

2. 离子束测量

• Hi-Z模式连接法拉第杯
• 防护环连接至屏蔽壳体
• 配合静电计探头使用

3. 生物电信号采集

• 超低输入电流(<1fA)
• 三轴连接减少干扰
• 电池供电时启用±2.25V模式