PCBブログ - PCBボード配線技術の例について

混合信号回路の設計 PCBボード 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取扱いは、回路性能及び電磁両立性性能に直接影響する. 混合信号回路の性能を最適化するためのディジタルおよびアナログ回路分割設計を紹介する. に PCBボード, ディジタル信号とアナログ信号の相互干渉を低減する, 電磁的両立性（EMC）の2つの基本原則は、デザインの前に理解されなければなりませんシステムは1つの参照面を使用します。システムに2つの参照面があるなら, ダイポールアンテナを形成することが可能である. を返します。, 大きなループアンテナを形成してもよい, デザインの可能な限り避けるべきです. 混合信号ボード上のデジタルおよびアナロググラウンドを分離することにより、デジタルおよびアナロググラウンド間の分離が可能になる. この方法は可能ですが, この方法には多くの潜在的な問題があります, 特に複雑な大規模システムで. 鍵となる問題は、配線が分割ギャップを横切ることができないということである. 一旦配線が交差するならば, 電磁放射と信号クロストークは劇的に増加する. 一般的な問題 PCBボード デザインは、信号線がEMI問題を発生させるために分割された地面または電力線を横切るということです.

1. 分割方式 1
信号線は2つの地面の間のギャップにまたがっている。では、信号電流の戻り値は何ですか? 2つの分割された地面がどこか（通常特定の場所の単一のポイント接続）に一緒に接続されていることをssumingすること。この場合は, 接地電流は大きなループを形成する, そして、接地電流は大きなループを流れる. 高周波電流は放射線と高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妨げられる. 分割グラウンドが電源において一緒に接続されるとき, 非常に大きな電流ループが形成される. 加えて, アナロググラウンドとデジタルグラウンドは、長いワイヤを介してダイポールアンテナを形成するように接続される. どこでどのように電流が地面に戻るかを知ることは混合信号ボード設計を最適化する鍵である. 多くの設計は、信号電流が流れる場所を考慮するだけである, 現在の特定のパスを無視する. グランド層が分割されなければならないなら, そして、配線は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, 2つの敷地の間の接続ブリッジを形成するために、分割された敷地の間で1点接続を行うことができる, そして、接続ブリッジを通して発送されます. このように, 各信号線の下に直流リターンパスを設けることができる, 形成されるループ領域が小さいように. 分割ギャップを横切る信号も、光アイソレータまたは変圧器を使用して達成することができる. 前者は, それは、分裂ギャップを横切る光信号です後者の, それは分裂ギャップを横切る磁場である. 別の可能な方法は、差動信号を使用することである. この場合は, リターンパスとしてグランドを使用する必要はありません.

2.分割方式 2
実際には、一般に統一地が使われる, と PCBボード アナログ部分とデジタル部分に分けられる. アナログ信号は、ボード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, デジタル信号領域においてデジタル信号がルーティングされる間. 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入しない. デジタル信号がボードのアナログ部分の上で発送されるときにだけ、デジタル／アナログ干渉は発生する, またはアナログ信号は、ボードのデジタル部分の上にルーティングされる. このような問題は、スプリットグラウンドがないからではありません, 本当の理由は、デジタル信号の不適切な配線です. The PCBボード 設計は統一地を採用する. ディジタル回路とアナログ回路の分割と適切な信号配線, いくつかのより複雑なレイアウトと配線の問題は、通常解決することができます, また、地盤分離に起因する潜在的なトラブルは発生しない. この場合は, コンポーネントのレイアウトと分割は、デザインの品質を決定するための鍵になります. 適切なレイアウトで, デジタル接地電流はボードのデジタル部分に閉じ込められ、アナログ信号と干渉しない. このような配線を慎重にチェックし、配線規則の遵守を確実にする, otherwise, 信号線の不正な配線は回路基板の設計を完全に破壊する.

3. A/D パーティション
アナロググラウンドとデジタルグランドピンの接続A/Dコンバータ, ほとんど/Dコンバータメーカーは、AGndとDGNDピンを短いリードで同じ低インピーダンスグラウンドに接続することを勧めます. 大抵/Dコンバータチップは、アナロググラウンドとデジタルグラウンドを一緒に接続しない, アナロググラウンドとデジタルグラウンドは外部ピンで接続しなければならない. DGNDに接続された任意の外部インピーダンスは、より多くの寄生容量を通過する. デジタルノイズはIC内部のアナログ回路に結合される. この勧告に続いて, Aの両方のagndとdGNDピン/Dコンバータは、アナロググラウンドに接続する必要があります. システムが1つだけ/三次元コンバータ, 上記の問題は容易に解決できる. 地面を分割し、アナロググランドとデジタルグラウンドをAの下でつなぐ/三次元コンバータ. たくさんあるなら/システム内のDコンバータ, アナロググランドとデジタルグラウンドが各々の下で一緒に接続されるならば/三次元コンバータ, 複数のポイントが接続されます, そして、アナロググラウンドとデジタルグラウンドの間の隔離は最小である. それは無意味だ, そして、あなたがこのようにそれを接続しないならば, 製造業者の要求に違反している. 最初に統一グラウンドを使うことです, そして、統一された地面は、アナログ部分とデジタル部分に分けられます. この種のレイアウト及び配線は、アナログ接地及びデジタル接地ピンの低インピーダンス接続のためのICデバイス製造業者の要件を満たしているだけではない, ループアンテナやダイポールアンテナを形成しない PCBボード.