PCBニュース - 複合信号PCBの分割設計

アブストラクト 混合信号回路 非常に複雑です. コンポーネントのレイアウト及び配線及び電源及び接地線の処理は、回路性能及び電磁両立性性能に直接影響する. 本論文で紹介したグランドとパワーの分配設計は混合信号回路の性能を最適化できる.

ディジタル信号とアナログ信号の相互干渉を低減する方法? 設計前, we must understand the two basic principles of electromagnetic compatibility (EMC): The first principle is to minimize the area of the current loop; the second principle is that the system uses only one reference surface. 反対に, システムに2つの参照面があるなら, it is possible to form a dipole antenna (Note: the radiation size of a small dipole antenna is proportional to the length of the line, the amount of current flowing and the frequency); and if the signal cannot pass as much as possible A small loop return may form a large loop antenna (Note: the radiation size of a small loop antenna is proportional to the loop area, ループを流れる電流, and the square of the frequency). これらの2つの状況をできるだけ避ける.

混合信号回路基板上のデジタルグラウンドとアナロググラウンドとを分離することが提案される, 従って、デジタルグランドとアナロググランドとの間のアイソレーションを達成することができる. この方法は可能ですが, 潜在的な問題が多い, 特に複雑な大規模システムで. 最も重要な問題は、それが分裂ギャップを横切ることができないということです. 一旦分割ギャップが発送されると, 電磁放射と信号クロストークは急激に増加する. 年で最も一般的な問題 PCB設計 信号線は分割されたグランドまたは電源と交差し、EMI問題を発生するということである.

図1に示すように、我々は上記の除算法を使用し、信号線は2つの敷地間のギャップを横切る。信号電流の戻り経路は何ですか？つのグラウンドがどこか（通常、ある場所での単一点接続）に接続されていると仮定すると、この場合、接地電流は大きなループを形成する。大きなループを流れる高周波電流は放射と高い接地インダクタンスを発生する。大きなループを通して低レベルのアナログ電流が流れると、電流は外部信号によって容易に干渉される。最悪のことは、分割されたグラウンドが電源に接続されているとき、非常に大きな電流ループが形成されることである。さらに、アナロググランドとデジタルグラウンドは、長いワイヤによって接続されてダイポールアンテナを形成する。

グラウンドへの電流リターンの経路と方法を理解することは、混合信号回路基板設計を最適化するための鍵である。多くの設計技術者は、信号電流が流れる場所を考慮し、電流の特定の経路を無視する。グランド層が分割されなければならず、配線が分割間のギャップを通してルーティングされなければならない場合、分割されたグラウンドの間に単一点接続を行い、2つのグラウンドの間に接続ブリッジを形成し、接続ブリッジを通して配線することができる。これにより、各信号線の下に直流帰還経路を設けることができ、形成されるループ面積が小さくなる。

光アイソレーションデバイスまたは変圧器の使用は、セグメンテーションギャップを横切って信号を達成することもできる。前者にとって、それはセグメンテーションギャップを横切る光学信号である変圧器の場合、それはセグメンテーションギャップを横切る磁場である。別の実行可能な方法は、差動信号を使用することである。この場合、リターンパスとしてグランドを必要としない。

ディジタル信号のアナログ信号への干渉を深く探索するためには，まず高周波電流の特性を理解しなければならない。高周波電流については、常に最小インピーダンス（最低インダクタンス）を有する経路を選択し、信号の真下にあるので、隣接する層が電力層または接地層であるか否かに関係なく、リターン電流は隣接する回路層を流れる。

実際には, 一般的に地面を使う傾向がある, そして、 PCBボード アナログ部分とデジタル部分に. アナログ信号は、回路基板の全ての層のアナログ領域においてルーティングされる, そして、デジタル信号はデジタル回路領域22において、発送される. この場合は, デジタル信号リターン電流は、アナログ信号グラウンドに流れ込むことはない.