정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
고속 PCB 설계에서 디지털 혼합 회로 PCB 설계에서의 간섭 문제는 줄곧 어려운 문제였다.특히 아날로그 회로는 일반적으로 신호의 원천이므로 신호를 제대로 수신하고 변환할 수 있는지는 PCB 설계에서 고려해야 할 중요한 요소이다.본고는 디지털 혼합 회로의 간섭 기리를 분석하고 디자인 실천을 결합시켜 디지털 혼합 회로의 일반적인 처리 방법을 연구하고 디자인 실례를 통해 검증했다.
1. 소개
인쇄회로기판 (PCB) 은 전자제품에서 회로부품과 부품의 버팀목으로서 회로부품과 설비간의 전기련결을 제공한다.오늘날 많은 PCB는 더 이상 단일 기능 회로가 아니라 디지털 회로와 아날로그 회로의 혼합으로 구성되어 있습니다.데이터는 일반적으로 아날로그 회로에서 수집되고 수신되며 대역폭과 이득은 소프트웨어가 제어하기 위해 디지털화되어야 합니다.따라서 디지털 회로와 아날로그 회로는 항상 같은 보드에 있고 심지어 같은 구성 요소를 공유합니다.이들 간의 상호 간섭과 회로 성능에 미치는 영향을 고려할 때 회로의 배치와 배선은 반드시 일정한 원칙이 있어야 한다.혼합 신호 PCB 설계에서 송전선로에 대한 특수한 요구와 아날로그와 디지털 회로 사이의 소음 결합을 격리하는 요구는 설계 과정에서 배치와 배선의 복잡성을 증가시켰다.여기서 고밀도 혼합 신호 PCB의 레이아웃과 케이블 연결 설계를 분석하여 필요한 PCB 설계 목표를 달성합니다.
2. 디지털 혼합 회로 간섭의 발생 메커니즘
아날로그 신호는 디지털 신호보다 소음에 더 민감합니다. 아날로그 회로의 작동은 끊임없이 변화하는 전류와 전압에 달려 있기 때문입니다.임의의 간섭은 정상적인 작동에 영향을 미치지만 디지털 회로의 작동은 수신단이 미리 정의된 전압 레벨 또는 임계값에 따라 높은 레벨 또는 낮은 레벨을 감지하고 일정한 간섭 방지 능력을 갖추는 데 달려 있습니다.그러나 혼합 신호 환경에서는 아날로그 신호에 비해 디지털 신호가 노이즈 소스입니다.디지털 회로가 작동할 때 안정적인 유효 전압은 고전압과 저전압뿐이다.디지털 논리 출력이 고전압에서 저전압으로 바뀌면 부품의 접지 핀이 방전되어 스위치 전류가 발생하는데, 이것이 바로 회로의 스위치 동작이다.디지털 회로의 속도가 빠를수록 일반적으로 필요한 전환 시간이 짧아집니다.대량의 스위치 회로가 동시에 논리적 고전평에서 논리적 저전평으로 바뀌면 접지선이 전류를 통과하는 능력이 부족하기 때문에 대량의 스위치 전류를 초래할 수 있다.논리적 접지 전압 파동을 우리는 접지 반등이라고 부른다.디지털 회로로 인한 접지 반발 소음과 전원 방해는 아날로그 회로에 결합하면 아날로그 회로의 성능에 영향을 줄 수 있다.대량의 교란원은 전원과 접지 모선을 통해 발생하기 때문에 지선으로 인한 소음 교란이 가장 크기 때문에 PCB를 설계할 때 접지와 전원의 설계가 특히 중요하다.
3. 디지털 혼합 회로 PCB 설계의 일반 처리 원칙
나는 혼합 회로가 방해하는 메커니즘에 대해 이야기했다.어떻게 디지털 신호와 아날로그 신호 사이의 상호 간섭을 줄입니까?설계에 앞서 EMC의 두 가지 기본 원칙을 이해해야 합니다. 첫 번째 원칙은 가능한 한 전류 회로의 면적을 줄이는 것입니다.신호가 가능한 작은 루프를 통해 반환되지 않으면 큰 루프가 형성될 수 있습니다.¶안테나.두 번째 원리는 참조 평면을 하나만 사용하는 것입니다.반대로 시스템에 두 개의 참조 평면이 있으면 짝극 안테나가 형성될 수 있습니다.설계에서 가능한 한 이 두 가지 상황을 피하십시오.
(1) 레이아웃 및 경로설정의 원칙.컴포넌트 레이아웃에서 가장 먼저 고려해야 할 요소 중 하나는 아날로그 회로 부분을 디지털 회로 부분과 분리하는 것입니다.아날로그 신호는 보드의 모든 레이어의 아날로그 영역에서, 디지털 신호는 디지털 회로 영역에서 라우팅됩니다.이 경우 디지털 신호 반환 전류는 아날로그 신호 접지로 유입되지 않습니다.일부 특수한 요구가 있는 고주파선로에 대해서는 수동으로 배선하는것이 가장 좋으며 필요할 경우 차동선로나 차폐선로를 사용한다.때때로 입력 / 출력 커넥터의 위치 때문에 디지털 및 아날로그 회로의 경로설정이 혼합되어야하므로 회로의 아날로그 부분과 디지털 부분이 서로 영향을 미칠 수 있습니다.이는 아날로그 전원 계층 근처에서 디지털 시계선과 고주파 아날로그 신호선이 작동하지 않도록 하기 위한 것이다. 그렇지 않으면 전원 신호의 소음이 민감한 아날로그 신호로 결합된다.저항성이 낮은 전원과 접지 네트워크를 실현하기 위해 디지털 회로 도선의 전기 감응을 최소화하고 아날로그 회로의 용량 결합을 최소화해야 한다.디지털 회로는 주파수가 높고 아날로그 회로의 민감도가 강하다.신호선의 경우 고주파 디지털 신호선은 민감한 아날로그 회로 장치에서 가능한 한 멀리 떨어져 있어야 합니다.
(2) 전원 및 접지 처리.복잡한 혼합회로기판의 설계에서 접지선의 배치와 처리는 회로성능을 제고하는 중요한 요소이다.혼합 신호 회로 기판에서 디지털 접지와 아날로그 접지를 분리하여 디지털 접지와 아날로그 접지 사이의 격리를 실현하는 것이 좋습니다.그러나 이러한 방법은 종종 분리 간격을 통과하여 배선되며, 이는 전자기 복사와 신호 교란의 급격한 증가를 초래할 수 있다.
전류 반환지의 경로와 방법을 이해하는 것은 혼합 신호 회로 기판 설계를 최적화하는 관건이다.접지층을 구분해야 하고 분할 영역 간의 간격을 통해 경로설정해야 하는 경우 분할된 접지 간에 단일 점 연결을 수행하여 두 접지 간에 연결 브리지를 형성한 다음 연결 브리지를 통해 경로설정할 수 있습니다.
