PCB Tecnico - Conoscenza che devi conoscere in PCB LAYOUT

La società di oggi ha requisiti sempre più elevati per gli ingegneri elettronici, che possono non solo progettare circuiti digitali, ma anche avere la capacità di gestire circuiti analogici e layout PCB. Ora lasciatemi parlare delle cose a cui bisogna prestare attenzione nel layout PCB di questo tipo di scheda che contiene sia circuiti digitali che analogici.

In questo tipo di scheda con circuito AD, ci sono generalmente due situazioni:

a. circuiti digitali e circuiti analogici a bassa frequenza (solitamente circuiti di progettazione del suono e circuiti di radiofrequenza)

b. circuiti motori ad alta potenza e circuiti relè in circuiti digitali e circuiti analogici.

Necessità di prestare attenzione a tre principi di base in questa progettazione del circuito:

1. uso appropriato della divisione della terra digitale e della terra analogica;

2. La corrente ritorna all'alimentazione elettrica attraverso il ciclo più piccolo;

3. Avere un piano di terra di riferimento.

Se non presti attenzione alla divisione di terra digitale e analogico, dividi direttamente in due parti, causerà una varietà di situazioni inaspettate e ancora maggiore rumore dopo la divisione, quindi è necessario fare attenzione quando si utilizzano considerazioni di divisione piano terra. Se il ciclo di corrente nel circuito è troppo grande, nel circuito ad alta frequenza verrà generata un'elevata induttanza a terra e, allo stesso tempo, il circuito analogico riceverà maggiori interferenze. Vi è anche una situazione in cui i due piani di terra non si trovano sullo stesso piano di riferimento. Quando ciò accade, la conoscenza della radiofrequenza e del microonde può essere conosciuta, in modo che sia facile costruire un'antenna dipolo.

Modello di antenna dipolare

Credo che tutti abbiano opinioni corrispondenti sul trattamento di terra digitale e terra analogica, come messa a terra a punto singolo, messa a terra a più punti, messa a terra a stella, terra galleggiante, e così via. Per la connessione di terra analogica e terra digitale, metodi come induttori, perline magnetiche e resistenze 0 ohm sono comunemente utilizzati.

Prima di tutto, ciò che è comunemente usato è la separazione tra alimentazione digitale e analogica. Ma non puoi semplicemente dividerlo e andrà tutto bene. Ci sono anche cose a cui prestare attenzione quando il terreno analogico e il terreno digitale sono divisi.

Situazione di connessione di terra analogica e di terra digitale uno

In questo caso, se non presti attenzione all'interconnessione durante il layout PCB, il ciclo di flusso corrente verrà ampliato. Nel circuito ad alta frequenza, il grande ciclo di corrente produrrà un'elevata induttanza a terra, che causerà al circuito analogico grande influenza e interferenza. In questo momento, usiamo spesso messa a terra a punto singolo, linea differenziale o messa a terra a stella per ridurre i cicli. Se il cablaggio tra il circuito analogico e il circuito digitale è molto importante, questo richiede un concetto di "ponte" attraverso il ponte e la linea differenziale, ridurre le interferenze. Come indicato di seguito:

Situazione analogica di connessione a terra e digitale 2

Quando si utilizza terra analogica e terra digitale per disporre separatamente, va notato che il segnale analogico deve essere disposto nella parte analogica della scheda e il segnale digitale deve essere disposto nella parte digitale della scheda e ci sono queste due parti su tutti gli strati. In questo caso, la corrente di ritorno digitale non esisterà più nella parte analogica del piano di terra.

Uno dei problemi inevitabili con il metodo di partizionamento è che le tracce del segnale analogico devono passare attraverso la parte digitale della scheda (e viceversa). In questo caso, l'elaborazione della partizione è difficile da essere efficace. Pertanto, per tutti i layout PCB, l'attenzione è Utilizzare un unico piano di terra, dividerlo in parti analogiche e digitali e quindi applicare i principi di disposizione del segnale.

Con la maturità della tecnologia a circuito integrato su larga scala, un gran numero di chip IC integrati inondano la nostra carriera di progettazione elettronica. Quando facciamo il layout PCB, incontreremo questa situazione: un chip IC ha un terminale analogico e un terminale digitale. Il buon punto è che la maggior parte dei manuali di prodotto IC spiegano il metodo di messa a terra relativo a un singolo PCB, e di solito è la scheda di valutazione del produttore. Secondo il metodo di connessione specificato dal produttore, generalmente non ci saranno problemi. Questo ci richiede di guardare il chip pazientemente. La scheda tecnica è fuori uso. Generalmente, lo strato di terra PCB è diviso in uno strato analogico e uno strato digitale, mettere insieme i pin di terra analogica (AGND) e di terra digitale (DGND) e collegare gli strati di terra analogici e digitali nello stesso punto. Il chip forma il punto di terra stellare del sistema. Come indicato di seguito:

Come si può vedere dalla figura precedente, tutte le correnti digitali rumorose scorrono attraverso l'alimentazione digitale al piano di terra digitale e quindi tornano all'alimentazione digitale per isolare la parte analogica sensibile del circuito stampato. I piani di terra analogici e digitali formano il punto di messa a terra della stella del sistema quando il chip IC si interseca. Questo metodo è generalmente efficace nell'utilizzo di un singolo PCB e di un singolo sistema IC, ma non è molto adatto per più sistemi di chip IC. Se ci sono più chip di questo tipo su un PCB, se questo metodo viene adottato, i sistemi di messa a terra analogici e digitali convergono ad ogni convertitore sul PCB, formando molti loop di terra, perdendo così i loro dovuti vantaggi. In circostanze normali, la terra analogica e la terra digitale sono utilizzati il più vicino possibile per stendere, come mostrato nella figura seguente:

Il metodo di connessione comunemente utilizzato dalla grande mucca dell'azienda per questa situazione è: gli aerei di terra analogici e digitali dovrebbero essere collegati stabilmente sotto tutti i chip ADC e convertitore digitale-analogico (DAC). I pin AGND e DGND dovrebbero essere collegati tra loro e collegati al piano di terra analogico, mentre i piani di terra analogici e digitali dovrebbero essere collegati separatamente all'alimentazione elettrica. L'alimentazione elettrica dovrebbe entrare nel circuito divisorio digitale e fornire direttamente energia al circuito digitale e quindi fornire energia al circuito analogico dopo il filtraggio o la regolazione. In questo modo, solo il piano di terra digitale dovrebbe essere collegato alla fonte di alimentazione.

Infine, ho preso in prestito una frase da un veterano rivoluzionario: "La rivoluzione non è ancora riuscita, e i compagni devono ancora lavorare sodo." Spero che sulla strada del PCB lay out e EMC, sempre più persone "cercheranno su e giù"!