Dati PCB - Esempi di tecniche di cablaggio delle schede PCB

La progettazione del circuito a segnale misto Scheda PCB è molto complicato. Il layout e il cablaggio dei componenti e la gestione dei cavi di alimentazione e di massa influenzeranno direttamente le prestazioni del circuito e le prestazioni di compatibilità elettromagnetica. Questo articolo introdurrà la progettazione digitale e analogica della partizione del circuito per ottimizzare le prestazioni dei circuiti a segnale misto. In the Scheda PCB, ridurre l'interferenza reciproca tra segnali digitali e segnali analogici, prima della progettazione devono essere compresi due principi fondamentali di compatibilità elettromagnetica (EMC): ridurre il più possibile l'area del circuito di corrente; il sistema utilizza una sola superficie di riferimento. Se nel sistema sono presenti due piani di riferimento, è possibile formare un'antenna dipolo. Se il segnale non può tornare attraverso il loop più piccolo possibile, si può formare un'antenna ad anello grande, che dovrebbero essere evitati il più possibile nella progettazione. La separazione dei terreni digitali e analogici su schede a segnale misto consente l'isolamento tra i terreni digitali e analogici. Anche se questo metodo è fattibile, questo metodo ha anche molti potenziali problemi, soprattutto in sistemi complessi su larga scala. Il problema principale è che il cablaggio non può essere instradato attraverso lo spazio di divisione. Una volta attraversato il cablaggio, La radiazione elettromagnetica e il segnale crosstalk aumentano drammaticamente. Un problema comune in Scheda PCB Il progetto è che la linea del segnale attraversa la divisione terra o la linea elettrica per generare problemi EMI.

1. Metodo di separazione 1

La linea di segnale copre lo spazio tra due motivi, Quindi qual è il percorso di ritorno per la corrente del segnale? Supponendo che i due terreni divisi siano collegati insieme da qualche parte (di solito un singolo punto di connessione in una certa posizione), in questo caso, la corrente di terra formerà un grande ciclo, e la corrente di terra fluirà attraverso il grande ciclo. Le correnti ad alta frequenza generano radiazioni e alta induttanza. Se una corrente analogica di basso livello scorre attraverso il ciclo grande, la corrente può essere facilmente disturbata da segnali esterni. Quando i terreni divisi sono collegati insieme all'alimentazione elettrica, si forma un ciclo di corrente molto grande. Inoltre, la terra analogica e la terra digitale sono collegati insieme attraverso un lungo cavo per formare un'antenna dipolo. Sapere dove e come la corrente ritorna a terra è fondamentale per ottimizzare i progetti di schede a segnale misto. Molti progetti considerano solo dove scorre la corrente del segnale, ignorare il percorso specifico della corrente. Se lo strato di terra deve essere diviso, e il cablaggio deve essere instradato attraverso lo spazio tra le divisioni, una connessione a punto unico può essere effettuata tra i terreni divisi per formare un ponte di collegamento tra i due terreni, e poi instradato attraverso il ponte di collegamento. In questo modo, un percorso di ritorno della corrente continua può essere fornito sotto ogni linea di segnale, in modo che l'area del ciclo formato sia piccola. I segnali attraverso il divario di divisione possono essere ottenuti anche utilizzando isolatori ottici o trasformatori. Per il primo, è il segnale ottico che attraversa il divario di divisione; per quest'ultimo, è il campo magnetico che attraversa il divario di divisione. Un altro modo possibile è quello di utilizzare il segnale differenziale: il segnale entra da una linea e ritorna dall'altra linea di segnale. In questo caso, non c'è bisogno di utilizzare il terreno come percorso di ritorno.

2. Metodo di divisione 2

Nel lavoro pratico, un terreno unificato è generalmente utilizzato, e il Scheda PCB è diviso in una parte analogica e una parte digitale. I segnali analogici sono instradati nell'area analogica su tutti i livelli della scheda, mentre i segnali digitali sono instradati nell'area del circuito digitale. In questo caso, la corrente di ritorno del segnale digitale non fluisce nel terreno del segnale analogico. L'interferenza digitale-analogica si verifica solo quando i segnali digitali vengono instradati sulla parte analogica della scheda, I segnali analogici o analogici sono instradati sulla parte digitale della scheda. Questo tipo di problema non è perché non c'è terreno diviso, Il vero motivo è il cablaggio improprio del segnale digitale. The Scheda PCB il design adotta un terreno unificato. Attraverso la divisione dei circuiti digitali e dei circuiti analogici e il cablaggio appropriato del segnale, alcuni problemi di layout e cablaggio più complessi possono di solito essere risolti, e alcuni potenziali problemi causati dalla separazione del suolo non saranno causati. In questo caso, Il layout e la partizione dei componenti diventa la chiave per determinare la qualità del design. Con layout adeguato, Le correnti di terra digitali saranno limitate alla parte digitale della scheda e non interferiranno con i segnali analogici. Tali cablaggi devono essere attentamente controllati e controllati per garantire la conformità alle regole di cablaggio, altrimenti, L'instradamento improprio di una linea di segnale distruggerà completamente la progettazione di un circuito stampato.

3. Partitura A/D

Quando si collegano i perni di terra analogici e digitali dell'A/Convertitore D insieme, più A/I produttori di convertitori D raccomandano di collegare i pin AGND e DGND allo stesso terreno a bassa impedenza con cavi corti. Perché la maggior parte A/I chip del convertitore D non collegano la terra analogica e la terra digitale insieme, Il terreno analogico e il terreno digitale devono essere collegati tramite pin esterni. Qualsiasi impedenza esterna collegata a DGND passerà più capacità parassitarie. Il rumore digitale è accoppiato ai circuiti analogici all'interno dell'IC. Seguendo questa raccomandazione, sia i perni AGND che DGND della A/Il convertitore D deve essere collegato a terra analogica. Se il sistema ha un solo A/Convertitore D, il problema di cui sopra può essere risolto facilmente. Dividere la terra e collegare la terra analogica e la terra digitale insieme sotto la A/Convertitore D. Se ci sono molti A/D convertitori nel sistema, se la massa analogica e la massa digitale sono collegati tra loro sotto ogni A/Convertitore D, saranno collegati più punti, e l'isolamento tra la terra analogica e la terra digitale sarà minimo. E' inutile, e se non lo connetti in questo modo, Stai violando i requisiti del produttore. Si tratta di utilizzare il terreno unificato all'inizio, e il terreno unificato è diviso in una parte analogica e una parte digitale. Questo tipo di layout e cablaggio non solo soddisfa i requisiti dei produttori di dispositivi IC per il collegamento a bassa impedenza dei perni di terra analogici e digitali, ma anche non forma antenne loop o antenne dipole su Scheda PCB.