Teknik PCB - Design PCB campuran analog-digital

Banyak produk termasuk rancangan PCB hibrid analog digital, dan isyarat berbeza mempunyai kemampuan anti-gangguan yang berbeza. Dalam proses desain sambungan, perbualan salib antara isyarat berbeza mesti dikawal secara rasional untuk memastikan keperluan indeks produk akhir. Sangat penting untuk memahami konsep asas berikut. Menguasai konsep asas rancangan hibrid analog-digital akan membantu memahami peraturan rancangan dan rancangan wayar yang akan dibentuk kemudian, sehingga produk terminal tidak mudah dihalang bila merancang hibrid analog-digital. Laksanakan peraturan penghalangan penting. Dan ia membantu untuk menangani dengan fleksibel dan efektif masalah percakapan salib yang mungkin ditemui dalam desain hibrid analog digital.

1. Perbezaan penting antara isyarat analog dan isyarat digital dalam kemampuan anti- gangguan Aras isyarat digital mempunyai kemampuan anti- gangguan yang kuat, sementara isyarat analog mempunyai kemampuan anti- gangguan yang buruk. Contohnya, isyarat digital aras 3V boleh tolak walaupun isyarat perbualan salib 0.3V dan tidak akan mempengaruhi keadaan logik. Namun, dalam medan isyarat analog, beberapa isyarat sangat lemah. Contohnya, sensitiviti penerimaan telefon bimbit GSM boleh mencapai indeks -110dBm, yang sama dengan nilai efektif gelombang sinus 0.7uV. Walaupun bunyi gangguan dalam band tertib uV diterima di ujung depan LNA, ia cukup untuk mengurangkan sensitiviti penerimaan stesen asas. Pergangguan kecil ini mungkin berasal dari bunyi kecil pada garis isyarat kawalan digital atau garis tanah kuasa. Dari sudut pandangan sistem, isyarat digital biasanya hanya dihantar pada papan atau dalam bingkai. Contohnya, isyarat bas memori, isyarat kawalan kuasa, dll., selama ia dijamin bahawa gangguan yang diterima dari hujung penghantaran ke hujung penerima tidak cukup untuk mempengaruhi penghakiman keadaan logik. Isyarat analog perlu mengalami siri proses seperti modulasi, pertukaran frekuensi, amplifikasi, transmisi, penyebaran ruang, penerimaan, dan demodulasi sebelum ia boleh dipulihkan. Semasa proses ini, bunyi terus jatuh ke isyarat. Dari sudut pandang sistem, perlu memastikan nisbah isyarat-hingga-bunyi akhir memenuhi keperluan untuk mendemodulasi dengan betul. Pergangguan terbesar datang dari penindasan dan bunyi penyebaran ruang. Untuk mencapai prestasi komunikasi yang lebih baik, percakapan salib yang diperkenalkan oleh sambungan di papan mesti dikurangkan sebanyak mungkin. Oleh itu, ia boleh dianggap bahawa keperluan untuk percakapan salib isyarat analog adalah beberapa puluhan kali lebih tinggi daripada isyarat digital, dan mungkin mencapai puluhan ribu kali.2. Rangkaian ADC dan sirkuit DAC dengan ketepatan tingginIdeally, hubungan antara nisbah isyarat-bunyi sirkuit ADC linear dan DAC dan bilangan bit pertukaran adalah:SNR=10Log(F2/N2)=10Log[A2/2/(A2/3*2n)]=6.02n+1.76 dBFor 14-bit linear ADCs and DACs, if the least significant bit (LSB) is valid, the theoretical signal-to-noise ratio can be calculated to be 86dBc. Compared with the crosstalk requirement of the digital circuit of about 20dBc, the high-precision 14-bit linear ADC, the noise requirement of DAC is at least 1000 times higher than that of digital signal. Sudah tentu, jika hanya 11 bit diperlukan untuk bilangan bit yang paling signifikan, keperluan perbualan salib boleh turun dengan betul, tetapi ia masih jauh lebih tinggi daripada keperluan untuk isyarat digital. Kedua situasi di atas menunjukkan bahawa dalam papan tunggal hibrid-analog digital, litar analog sangat susah untuk gangguan, yang akan mempengaruhi nisbah isyarat-bunyi dan indikator lain. Oleh itu, dalam proses desain PCB-papan tunggal hibrid-analog digital, keperluan yang sangat tinggi mesti diletakkan ke hadapan untuk bentangan dan penghalaan.3. Isyarat digital adalah sumber kuat gangguan kepada isyarat analogThe level of the digital signal is very high compared to the analog signal, and the digital signal contains rich harmonic frequencies, so the digital signal itself is a strong source of interference for the analog signal. Terutama, isyarat jam-semasa tinggi dan tukar bekalan kuasa adalah sumber gangguan kuat yang perlu diperhatikan dalam rancangan hibrid analog-digital.4. Tujuan asas desain sambungan hibrid analog-digital Kita boleh faham masalah desain analog-digital dengan cara ini. Untuk litar digital, kita mengikut peraturan desain litar digital. Dalam kawasan sirkuit digital, gangguan besar boleh dibenarkan, selagi ia tidak mempengaruhi realizasi fungsi sistem dan indikator EMC luaran. "Lebih besar" yang kita bercakap tentang di sini adalah relatif dengan litar analog. Untuk litar PCB digital, ia tidak perlu dan mustahil bagi kita untuk mengawal wujud salib bercakap seperti litar analog. Untuk sirkuit analog, kita mesti mengikut peraturan desain sirkuit analog, dan gangguan yang dibenarkan dalam kawasan sirkuit analog jauh lebih kecil daripada kawasan sirkuit digital. Tujuan rancangan sambungan hibrid analog digital adalah memastikan gangguan isyarat digital hanya wujud di kawasan isyarat digital melalui bentangan, kabel, perisai, penapis, dan bahagian bekalan kuasa yang masuk akal. Apa yang kita perlu fokus adalah sumber gangguan, sirkuit sensitif, dan laluan gangguan. Berikut akan menjelaskan prinsip bentangan dan penghalaan yang diterima dari tiga aspek ini. Hasil PCB satu papan hibrid digital-analog berjaya hanya boleh diselesaikan dengan memperhatikan setiap langkah dan setiap perincian dalam keseluruhan proses. Ini bermakna rancangan yang teliti dan berhati-hati mesti dilakukan pada awal rancangan, dan setiap rancangan mesti direncanakan dengan berhati-hati. Kemajuan kerja langkah adalah secara penuh dan terus-menerus diteliti. Bentangan dan laluan mesti diperiksa dengan hati-hati dan disahkan untuk memastikan 100% persetujuan dengan peraturan bentangan dan laluan. Jika tidak, laluan garis isyarat tidak sesuai akan menghancurkan papan PCB yang sangat baik. Peraturan sudah mati. Hanya melalui pemahaman dalam peraturan kita boleh memastikan bahawa kita boleh menggunakan peraturan dengan betul dan lengkap rancangan PCB yang baik.