Diseño electrónico - Diseño de diseño de PCB híbrido digital - analógico

Diseño de diseño de PCB híbrido digital - analógico 1. Comprender los conceptos básicos del diseño híbrido digital - analógico muchos productos incluyen el diseño híbrido de PCB digital - analógico, diferentes señales tienen diferentes capacidades anti - interferencia. Durante el diseño de la interconexión, es necesario controlar razonablemente las conversaciones cruzadas entre las diferentes señales para garantizar los requisitos indicadores del producto final. es muy importante entender los siguientes conceptos básicos. Dominar los conceptos básicos del diseño híbrido digital - analógico ayudará a comprender las estrictas reglas de diseño y diseño de cableado que se establecerán más tarde, para que los productos terminales no se descuiden fácilmente al diseñar la mezcla digital - analógico. Implementar reglas de restricción importantes. Ayuda a manejar de manera flexible y efectiva los posibles problemas de conversación cruzada en el diseño híbrido digital - analógico.

1. la diferencia importante entre las señales analógicas y las digitales en la capacidad de anti - interferencia es que el nivel de señal digital tiene una fuerte capacidad de anti - interferencia, mientras que las señales analógicas tienen una mala capacidad de anti - interferencia. por ejemplo, las señales digitales del nivel 3v no afectan el Estado lógico, incluso si pueden tolerar señales de conversación cruzada de 0,3v. Sin embargo, en el campo de las señales analógicas, algunas son muy débiles. Por ejemplo, la sensibilidad de recepción de los teléfonos móviles GSM puede alcanzar el indicador de - 110dbm, que es solo equivalente al valor efectivo de la onda sinusoidal de 0,7 kv. incluso recibir ruido de interferencia intrabanda de magnitud UV en la parte delantera del LNA es suficiente para reducir significativamente la sensibilidad de recepción de la estación base. Esta leve interferencia puede provenir del pequeño ruido en el cable de señal de control digital o en el suelo de la fuente de alimentación. desde el punto de vista del sistema, la señal digital suele transmitirse solo en el tablero o en el marco. Por ejemplo, la señal de bus de memoria, la señal de control de potencia, etc., siempre y cuando se asegure de que la interferencia recibida desde el extremo transmisor hasta el extremo receptor no es suficiente para afectar el juicio del Estado lógico. Las señales analógicas requieren una serie de procesos para recuperarse, como modulación, conversión de frecuencia, amplificación, transmisión, propagación espacial, recepción y demodulación. En este proceso, el ruido sigue bajando a la señal. Desde el punto de vista del sistema, para demodular correctamente, es necesario garantizar que la relación señal - ruido final cumpla con los requisitos. La mayor interferencia proviene de la atenuación y el ruido de la propagación espacial. Para obtener un mejor rendimiento de comunicación, es necesario minimizar las conversaciones cruzadas introducidas por las interconexiones a bordo. por lo tanto, se puede considerar que las señales analógicas requieren decenas o incluso decenas de miles de veces más conversaciones cruzadas que las digitales.

2. en el caso ideal, la relación entre la relación señal - ruido y el número de dígitos de conversión de ADC lineal y DAC es: SNR = 10 log (f2 / n2) = 10 log [a2 / 2 / (a2 / 3 * 2n] = 6.02n + 1.76db para ADC lineal de 14 dígitos y dacs, si el bit efectivo más bajo (lsb) Es válido, la relación señal - ruido teórica se puede calcular en 86dbc. En comparación con los requisitos de crosstalk de unos 20 DBC en circuitos digitales, los ADC lineales de 14 dígitos de alta precisión y los DACS requieren al menos 1000 veces más ruido que las señales digitales. Por supuesto, si solo se necesitan 11 dígitos significativos mínimos, los requisitos de crosstalk se pueden reducir adecuadamente, pero todavía están muy por encima de los requisitos de la señal digital. los dos casos anteriores muestran que los circuitos analógicos en una sola placa mixta digital - analógico son muy vulnerables a la interferencia. Esto afectará la relación señal - ruido y otros indicadores. Por lo tanto, en el proceso de diseño de PCB de placa única mixta digital - analógico, se deben presentar requisitos muy altos para el diseño y el cableado.

3. la señal digital es una fuente fuerte de interferencia con la señal analógica. el nivel de la señal digital es muy alto en comparación con la señal analógica, y la señal digital contiene una rica frecuencia armónica, por lo que la señal digital en sí es una fuente fuerte de interferencia con la señal analógica. En particular, la señal de reloj de alta corriente y la fuente de alimentación del interruptor son fuentes fuertes de perturbación que deben tenerse en cuenta en el diseño híbrido digital - analógico. El propósito básico del diseño de interconexión híbrida digital - analógico podemos entender el problema del diseño digital - analógico de esta manera. Para los circuitos digitales, seguimos las reglas de diseño de los circuitos digitales. En el ámbito de los circuitos digitales se pueden permitir grandes interferencias, siempre y cuando no afecten las funciones del sistema y la implementación de indicadores externos de emc. lo que aquí llamamos "más grande" es relativo a los circuitos analógicos. Para los circuitos digitales, no necesitamos ni podemos controlar la existencia de conversaciones cruzadas como para controlar los circuitos analógicos. Para los circuitos analógicos, debemos seguir las reglas de diseño de los circuitos analógicos, que permiten una interferencia mucho menor que la de los circuitos digitales. el objetivo del diseño de interconexión híbrida analógico - digital es a través de un diseño razonable, cableado, blindaje, filtrado, Y el Departamento de energía.

Entre las preocupaciones que debemos prestar atención se encuentran las fuentes de interferencia, los circuitos sensibles y las rutas de interferencia. A continuación se describen los principios de diseño y cableado adoptados desde estos tres aspectos. El diseño exitoso de una sola placa híbrida digital - analógico debe prestar mucha atención a cada paso y detalle durante todo el proceso. Esto significa que al principio del diseño se debe hacer una planificación exhaustiva y cuidadosa, y cada paso del diseño debe planificarse cuidadosamente. Realizar una evaluación exhaustiva y continua del progreso del trabajo. El diseño y el cableado deben revisarse y verificarse cuidadosamente para garantizar que el 100% cumplan con las reglas de diseño y cableado. De lo contrario, el cableado incorrecto del cable de señalización destruirá por completo una placa de circuito que originalmente era buena. las Reglas han caducado. Solo comprendiendo las reglas en profundidad podemos garantizar que las reglas se utilicen correctamente y que se complete un diseño excelente. en segundo lugar, la distinción de tipo de circuito antes de interpretar las reglas de diseño del diseño híbrido digital - analógico, ahora distinguimos las fuentes de interferencia, los circuitos sensibles y las rutas de interferencia en las placas terminales. Comprender estas fuentes de interferencia y circuitos sensibles puede ayudarnos a desarrollar correctamente el diseño y el plan de cableado. La comprensión es esencial. Para el producto final, el circuito analógico incluye todos los circuitos de radiofrecuencia, fuentes de alimentación de radiofrecuencia, circuitos de control de radiofrecuencia, circuitos de conversión digital - analógico y circuitos de audio. Todos los circuitos analógicos anteriores son circuitos sensibles. Entre ellos, los circuitos sensibles a los que se debe prestar especial atención incluyen circuitos de terminación de frecuencia (incluyendo señales de osciladores locales, señales de potencia y control de circuitos sintéticos de frecuencia), circuitos Front - end de recepción y circuitos de audio. Las fuentes de interferencia incluyen todos los circuitos digitales, circuitos de radiofrecuencia de alta potencia (amplificadores de potencia, antenas y otros circuitos de radiofrecuencia de alta potencia). Entre ellos, las fuentes de interferencia a las que se debe prestar especial atención incluyen circuitos de reloj, fuentes de alimentación de conmutación, líneas de alimentación de alta corriente, circuitos de amplificación de potencia y circuitos de antena. La parte de diseño de radiofrecuencia de esta especificación analiza la interferencia de señales de radiofrecuencia como amplificadores de potencia y antenas. Las rutas de interferencia a las que se debe prestar atención en el diseño híbrido digital - analógico de la ruta de interferencia incluyen: radiación espacial, puesta a tierra de la fuente de alimentación (plano o cableado), circuitos de conversión digital - analógico, diversas señales de control de circuitos analógicos. (1) radiación espacial: los circuitos que se acercan entre sí generan comentarios a través de la radiación, que es el mismo concepto que los comentarios de señales digitales, pero hay que tener en cuenta que los comentarios tolerados por las señales analógicas son mucho menores que los digitales, por lo que es necesario controlar los comentarios en la fase de diseño. La forma de reducir la radiación espacial suele ser alargar la distancia del diseño y utilizar cajas blindadas. (2) puesta a tierra de la fuente de alimentación: la puesta a tierra de la fuente de alimentación es un circuito público entre el circuito digital y el circuito analógico, por lo que la señal de interferencia puede transmitirse al circuito sensible a través del conductor de puesta a tierra de la fuente de alimentación. El método para controlar la conversación cruzada de puesta a tierra de la fuente de alimentación es utilizar racionalmente los elementos del filtro y la División de puesta a tierra de la fuente de alimentación. (3) circuito de conversión digital - analógico: es la interfaz entre la señal analógica y la señal digital. Si el diseño o cableado no se maneja adecuadamente, como el diseño poco claro de los circuitos digitales y analógicos y el cableado entrelazado, puede causar comentarios cruzados. (4) señal de control analógico: el equipo analógico ideal debe ser que la señal de control y el circuito analógico estén aislados dentro del equipo, y la señal de control solo necesita garantizar el nivel lógico correcto. Sin embargo, el dispositivo no suele hacerlo y el número de interferencias en la señal de control puede acoplarse directamente al circuito analógico. La solución es minimizar la interferencia de las señales de control de los circuitos analógicos y utilizar racionalmente los componentes del filtro.