Data PCB - Rancangan sekatan isyarat campuran papan PCB

Tentang Papan PCB,bagaimana untuk mengurangi gangguan antara isyarat digital dan analog? Two basic principles of electromagnetic compatibility (EMC) must be understood before design: the first principle is to minimize the current loop area; The second principle is that the system uses only one reference plane. Sebaliknya, jika sistem mempunyai dua pesawat rujukan, it is possible to form a dipole antenna (note: the radiation of a small dipole antenna is proportional to the length of the line, jumlah aliran semasa, and the frequency). If the signal does not return through the smallest possible loop, antena bulatan besar mungkin terbentuk. Menghindari kedua-dua dalam rancangan anda sebanyak mungkin.

Ia telah disarankan untuk memisahkan tanah digital dan tanah analog pada papan sirkuit isyarat-campuran untuk mencapai pengasingan antara tanah digital dan tanah analog. Walaupun pendekatan ini boleh dilakukan, ia mempunyai banyak masalah yang berpotensi, terutama dalam sistem besar dan kompleks. Masalah kunci adalah tidak menyeberangi kawat kosong, sesekali melewati kawat kosong, radiasi elektromagnetik dan sambungan isyarat akan meningkat secara dramatis. Masalah umum dalam Papan PCB desain adalah masalah EMI disebabkan oleh garis isyarat menyeberangi tanah atau bekalan kuasa. Kami menggunakan kaedah segmen di atas, dan garis isyarat menjangkau ruang antara kedua-dua tanah, apa laluan kembali semasa isyarat? Suppose the two partitioned lands are connected at some point (usually a single point at one point), dalam hal itu arus bumi akan membentuk gelung besar. Semasa frekuensi tinggi yang mengalir melalui loop besar akan menghasilkan radiasi dan induksi tanah tinggi. Jika semasa analog tahap rendah mengalir melalui loop besar mudah diganggu oleh isyarat luaran. Perkara yang teruk adalah apabila seksyen disambung bersama-sama pada sumber kuasa, loop semasa yang sangat besar dibentuk. Selain itu, tanah analog dan digital tersambung dengan bentuk wayar panjang antena dipol.

Memahami laluan dan mod aliran belakang semasa ke tanah adalah kunci untuk optimize reka papan sirkuit isyarat-campuran. Banyak jurutera desain hanya mempertimbangkan di mana isyarat semasa mengalir, mengabaikan laluan khusus semasa. Jika lapisan tanah mesti dikongsi dan mesti dijalurkan melalui ruang antara sekatan, sambungan titik tunggal boleh dibuat antara tanah dikongsi untuk membentuk jambatan sambungan antara dua lapisan tanah dan kemudian dijalurkan melalui jambatan sambungan. Dengan cara ini, laluan aliran belakang semasa langsung boleh disediakan di bawah setiap garis isyarat, yang menghasilkan kawasan loop kecil.

Peranti isolasi optik atau pengubah juga boleh digunakan untuk menyadari isyarat menyeberangi ruang segmentasi. Untuk yang pertama, ia adalah isyarat optik yang menjangkau ruang segmentasi. In the case of a transformer, it is the magnetic field that spans the partition gap. Isyarat berbeza juga mungkin: isyarat mengalir dari satu baris dan kembali dari yang lain, dalam kes itu mereka digunakan sebagai laluan mengalir balik tidak perlu.

Untuk mengeksplorasi gangguan isyarat digital ke isyarat analog, kita mesti pertama memahami ciri-ciri semasa frekuensi tinggi. Semasa frekuensi tinggi sentiasa memilih impedance (inductance), laluan langsung di bawah isyarat, jadi semasa kembali akan mengalir melalui lapisan sirkuit bersebelahan, tidak kira sama ada lapisan bersebelahan adalah kuasa atau lapisan tanah. Dalam praktek, ia secara umum lebih suka menggunakan sekatan PCB seragam ke bahagian analog dan digital. Isyarat analog dijalurkan dalam kawasan analog bagi semua lapisan papan, sementara isyarat digital dijalurkan dalam kawasan sirkuit digital. Dalam kes ini, semasa isyarat digital kembali tidak mengalir ke bawah isyarat analog. Pergangguan dari isyarat digital ke isyarat analog hanya berlaku apabila isyarat digital dijalurkan ke atas atau isyarat analog dijalurkan ke atas bahagian digital papan sirkuit. Masalah ini bukan disebabkan kekurangan segmen, sebab sebenarnya ialah kabel tidak sesuai isyarat digital.

Rancangan PCB menggunakan secara bersatu, melalui sirkuit digital dan sekatan sirkuit analog dan wayar isyarat yang sesuai, biasanya boleh menyelesaikan beberapa masalah bentangan dan wayar yang lebih sukar, tetapi juga tidak mempunyai beberapa masalah potensi disebabkan oleh segmen tanah. Dalam kes ini, bentangan dan sekatan komponen menjadi kritik dalam menentukan kualiti desain. Jika ditetapkan dengan betul, arus tanah digital akan terbatas kepada bahagian digital papan dan tidak akan mengganggu isyarat analog. Kawalan seperti ini mesti diperiksa dengan hati-hati dan diperiksa untuk memastikan 100% mematuhi peraturan kabel. Jika tidak, garis isyarat yang tidak sesuai akan menghancurkan papan sirkuit yang sangat baik.

Apabila menyambung pins tanah analog dan digital penukar A/D bersama-sama, kebanyakan penghasil penukar A/D mencadangkan menyambung pins AGND dan DGND ke tanah impedance rendah yang sama menggunakan petunjuk pendek (Perhatian: Kerana kebanyakan cip penukar A/D tidak menyambung tanah analog dan digital bersama-sama secara dalaman, tanah analog dan digital mesti disambung melalui pins luaran), Setiap impedance luar yang tersambung dengan DGND akan pasang lagi bunyi digital ke sirkuit analog di dalam IC melalui kapasitas parasit. Setelah rekomendasi ini, kedua-dua penukar A/D AGND dan pins DGND perlu disambung ke tanah analog, tetapi pendekatan ini mengangkat soalan seperti sama ada hujung tanah kondensator penyahpautan isyarat digital patut disambung ke tanah analog atau digital.

Jika sistem hanya mempunyai satu penukar A/D, masalah di atas boleh diselesaikan dengan mudah. Tanah dibahagi dan bahagian tanah analog dan digital disambung bersama-sama dibawah penukar A/D. Apabila kaedah ini diterima, perlu memastikan lebar jambatan antara kedua-dua laman sama dengan lebar IC, dan tiada garis isyarat boleh menyeberangi ruang sekatan. Jika sistem mempunyai banyak penukar A/D, contohnya, 10 penukar A/D bagaimana untuk disambung? Jika tanah analog dan digital disambung dibawah setiap penukar A/D, Sambungan berbilang titik akan menghasilkan, dan pengasingan antara tanah analog dan digital tidak akan bermakna. Jika tidak, anda melanggar keperluan pembuat. Cara untuk melakukannya adalah bermula dengan seragam. Seperti yang dipaparkan dalam Gambar 4, tanah dibahagi secara serentak menjadi bahagian analog dan digital. Bentangan ini tidak hanya memenuhi keperluan pembuat peranti IC untuk sambungan impedance rendah bagi pin tanah analog dan digital, tetapi juga mengelakkan masalah EMC disebabkan oleh antena loop atau antena dipole.

Jika anda mempunyai keraguan mengenai pendekatan bersatu desain PCB isyarat-campuran, anda boleh guna kaedah sekatan lapisan tanah untuk meletakkan dan lalui seluruh papan sirkuit. Dalam rancangan, perhatian perlu diberikan untuk membuat papan sirkuit mudah dihubungkan bersama dengan pelompat atau 0 ohm resisten yang terpisah kurang dari 1/2 inci dalam eksperimen yang kemudian. Pay attention to zoning and wiring to ensure that no digital signal lines are above the analog section on all layers and that no analog signal lines are above the digital section. Selain itu, tiada garis isyarat patut menyeberangi ruang tanah atau membahagi ruang antara sumber kuasa. Untuk menguji fungsi papan dan prestasi EMC, menguji semula fungsi papan dan prestasi EMC dengan menyambung kedua-dua tingkat bersama melalui resistor 0 ohm atau lompat. Mengbandingkan hasil ujian, ia ditemukan bahawa dalam hampir semua kes, penyelesaian bersatu adalah lebih baik dalam terma fungsi dan prestasi EMC dibandingkan dengan penyelesaian pecahan.

Adakah cara untuk membahagi tanah masih berfungsi?

This approach can be used in three situations: some medical devices require very low leakage current between circuits and systems connected to the patient; Output beberapa peralatan kawalan proses industri mungkin disambung dengan peralatan elektromekanik bunyi dan kuasa tinggi; Kasus lain ialah apabila LAYOUT bagi PCB ditakdirkan terhadap keterangan khusus. Biasanya terdapat bekalan kuasa digital dan analog terpisah pada papan PCB isyarat-campuran yang boleh dan sepatutnya mempunyai wajah bekalan kuasa terpisah. Namun, garis isyarat bersebelahan dengan lapisan bekalan kuasa tidak boleh menyeberangi ruang antara bekalan kuasa, dan semua garis isyarat yang menyeberangi ruang mesti ditempatkan pada lapisan sirkuit bersebelahan dengan kawasan besar. Dalam beberapa kes, bekalan kuasa analog boleh dirancang dengan sambungan PCB daripada satu muka untuk menghindari pemisahan wajah kuasa.

isyarat-campuran Papan PCB desain adalah proses kompleks, the design process should pay attention to the following points:

1. Bagi Papan PCB menjadi bahagian analog dan digital terpisah.

2. Proper component layout.

3.A/Penukar D ditempatkan melalui sekatan.

4. Jangan bahagikan tanah. Bahagian analog dan bahagian digital papan sirkuit ditetapkan secara serentak.

5. Dalam semua lapisan Papan PCB, isyarat digital hanya boleh dijalurkan dalam bahagian digital Papan PCB.

6. Dalam semua lapisan Papan PCB, isyarat analog hanya boleh dijalurkan dalam bahagian analog Papan PCB.

7. Pemisahan kuasa analog dan digital.

8. Kawalan tidak sepatutnya menambah ruang antara permukaan bekalan kuasa terpecah.

9. Garis isyarat yang mesti menjangkau ruang antara bekalan kuasa pecah sepatutnya ditempatkan pada lapisan kawat bersebelahan dengan kawasan besar.

10. Analisis laluan dan mod sebenar aliran semasa bumi.

11. Guna peraturan kabel yang betul.