Data PCB - Contoh teknik kabel papan PCB

Design sirkuit isyarat-campuran Papan PCB sangat rumit. Bentangan dan kawat komponen dan pengendalian kawat kuasa dan tanah akan mempengaruhi secara langsung prestasi sirkuit dan prestasi kompatibilitas elektromagnetik. Artikel ini akan memperkenalkan rancangan sekatan sirkuit digital dan analog untuk optimumkan prestasi sirkuit isyarat-campuran. Dalam Papan PCB, untuk mengurangi gangguan antara isyarat digital dan isyarat analog, two basic principles of electromagnetic compatibility (EMC) must be understood before design: reduce the area of the current loop as much as possible; the system only uses one reference surface. Jika ada dua pesawat rujukan dalam sistem, ia mungkin membentuk antena dipol. Jika isyarat tidak dapat kembali melalui loop yang paling kecil yang mungkin, antena loop besar mungkin terbentuk, yang sepatutnya dihindari sebanyak mungkin dalam rancangan. Pemisahan dasar digital dan analog pada papan isyarat-campuran membolehkan pengasingan antara dasar digital dan analog. Walaupun kaedah ini boleh dilakukan, kaedah ini juga mempunyai banyak masalah potensi, terutama dalam sistem skala besar kompleks. Masalah utama adalah bahawa kawat tidak boleh dijalankan melalui ruang bahagian. Setelah kabel diseberangi, radiasi elektromagnetik dan isyarat salib meningkat secara dramatis. Masalah umum dalam Papan PCB reka ialah garis isyarat menyeberangi garis tanah atau kuasa terpecah untuk menghasilkan masalah EMI.

1. Partition method 1
The signal line spans the gap between two grounds, jadi apa laluan kembali bagi semasa isyarat? Assuming that the two divided grounds are connected together somewhere (usually a single point connection at a certain location), in this case, arus tanah akan membentuk gelung besar, dan arus tanah akan mengalir melalui gelung besar. Kuren frekuensi tinggi menghasilkan radiasi dan induktan tinggi. Jika semasa analog aras rendah mengalir melalui loop besar, semasa boleh mudah diganggu oleh isyarat luar. Apabila tanah pecahan disambung bersama-sama pada bekalan kuasa, loop semasa yang sangat besar dibentuk. Selain itu, tanah analog dan tanah digital disambung melalui wayar panjang untuk membentuk antena dipol. Mengetahui di mana dan bagaimana semasa kembali ke tanah adalah kunci untuk optimasi reka papan isyarat-campuran. Banyak rancangan hanya mempertimbangkan di mana isyarat semasa mengalir, mengabaikan laluan khusus semasa. Jika lapisan tanah mesti dibahagi, dan kawat mesti dijalankan melalui ruang antara bahagian, sambungan titik tunggal boleh dibuat antara dasar terbahagi untuk membentuk jambatan sambungan antara kedua-dua dasar, dan kemudian dijalankan melalui jambatan sambungan. Dengan cara ini, laluan kembali semasa langsung boleh disediakan dibawah setiap garis isyarat, so that the loop area formed is small. Isyarat melalui ruang pecahan juga boleh dicapai menggunakan isolator optik atau pengubah. Untuk yang pertama, ia adalah isyarat optik yang menyeberangi ruang pembahagian; untuk yang terakhir, ia adalah medan magnetik yang menyeberangi ruang pembahagian. Cara lain yang mungkin adalah menggunakan isyarat perbezaan: isyarat mengalir masuk dari satu garis dan kembali dari garis isyarat lain. Dalam kes ini, there is no need to use the ground as a return path.

2. Dividing method 2
In practical work, tanah bersatu biasanya digunakan, dan Papan PCB dibahagi menjadi bahagian analog dan bahagian digital. Isyarat analog dijalurkan dalam kawasan analog pada semua lapisan papan, semasa isyarat digital dijalurkan di kawasan sirkuit digital. Dalam kes ini, semasa semula isyarat digital tidak mengalir ke dalam tanah isyarat analog. Pergangguan digital-ke-analog hanya berlaku apabila isyarat digital dijalurkan melalui bahagian analog papan, atau isyarat analog dijalurkan melalui bahagian digital papan. Masalah ini bukan kerana tiada tanah terpecah, sebab sebenarnya ialah kawat isyarat digital yang salah. The Papan PCB desain mengadopsi tanah bersatu. Melalui sekatan sirkuit digital dan sirkuit analog dan wayar isyarat yang sesuai, beberapa masalah bentangan dan kabel yang lebih kompleks biasanya boleh diselesaikan, dan beberapa masalah potensi disebabkan oleh pemisahan tanah tidak akan disebabkan. Dalam kes ini, bentangan dan sekatan komponen menjadi kunci untuk menentukan kualiti desain. Dengan bentangan yang betul, arus tanah digital akan dikuasai ke bahagian digital papan dan tidak akan mengganggu isyarat analog. Kawalan seperti ini mesti diperiksa dengan hati-hati dan diperiksa untuk memastikan mematuhi peraturan kabel, jika tidak, Penghalaan garis isyarat tidak sesuai akan menghancurkan desain papan sirkuit.

3. A/D partition
When connecting the analog ground and digital ground pins of the A/Penukar D bersama-sama, kebanyakan A/Pembuat penukar D menyarankan menyambung pin AGND dan DGND ke tanah impedance rendah yang sama dengan petunjuk pendek. Kerana kebanyakan A/Penukar D chips do not connect the analog ground and digital ground together, tanah analog dan tanah digital mesti disambungkan melalui pin luaran. Setiap pengendalian luaran yang terhubung dengan DGND akan melewati lebih banyak kapasitas parasit. Bunyi digital disambung dengan litar analog di dalam IC. Mengikut rekomendasi ini, kedua-dua titik AGND dan DGND dari A/Penukar D perlu disambung ke tanah analog. Jika sistem hanya mempunyai satu A/Penukar D, masalah di atas boleh diselesaikan dengan mudah. Bahagikan tanah dan sambungkan tanah analog dan tanah digital bersama-sama di bawah A/Penukar D. Jika ada banyak A/Penukar D dalam sistem, jika tanah analog dan tanah digital disambung bersama-sama di bawah setiap A/D converter, titik berbilang akan disambung, dan pengasingan antara tanah analog dan tanah digital akan menjadi minimal. Tak ada gunanya., dan jika anda tidak menyambungkannya dengan cara ini, anda melanggar keperluan pembuat. Ia adalah untuk menggunakan tanah bersatu pada permulaan, dan tanah bersatu dibahagi menjadi bahagian analog dan bahagian digital. Bentangan dan kawat jenis ini tidak hanya memenuhi keperluan penghasil peranti IC untuk sambungan impedance rendah bagi pins tanah analog dan digital, tetapi juga tidak membentuk antena loop atau antena dipol pada Papan PCB.