PCB Haberleri - Karışık sinyal PCB'nin partisyon tasarımını nasıl anlayabiliriz?

Karışık sinyal devrelerin PCB tasarımı çok karışık, komponentlerin, sürücü, enerji temsili ve yerel kablo işlemlerinin tasarımı direkt devre performansını ve elektromagnetik uyumluluğu performansını etkileyecek. Bu kağıt içinde bulunan yeryüzü ve güç tasarımı karışık sinyal devrelerin performansını iyileştirebilir.

Dijital ve analog sinyaller arasındaki araştırmaları nasıl azaltılacak? Elektromagnetik uyumluluğunun (EMC) iki temel prensipi tasarımdan önce anlanmalıdır: ilk prensip şu anki dönüş alanını küçültmek. İkinci prensip, sistemin sadece bir referans uçağını kullanır. Bu yüzden, sistemin iki referans uça ğı varsa, dipol anteni oluşturmak mümkün olabilir (notu: küçük dipol anteninin radyasyonu çizginin uzunluğuna, akışın miktarına ve frekanslarına göre proporsyonudur). Eğer sinyal en küçük mümkün dönüşünden geri dönmezse, büyük bir devre anten oluşturulabilir. İkisini de tasarımında mümkün olduğunca kaçır.

Dijital toprakları ve analog toprakları karışık sinyal devre tabağındaki analog toprakları ayırmak için dijital toprak ve analog toprak arasındaki izolasyonu sağlamak önerildi. Bu yaklaşım gerçekleştirilebilir olsa da, özellikle büyük ve karmaşık sistemlerde çok fazla potansiyel sorunları var. Anahtar sorun, boşluk dönüşünü geçmek, boşluk dönüşünü geçtikçe, elektromagnet radyasyon ve sinyal çarpıştırmak dramatik olarak arttırılacak. PCB tasarımında ortak bir sorun, yere veya elektrik tasarımına geçen sinyal çizgisinin nedeni olan EMI problemi.

Yukarıdaki bölümleme yöntemini kullanırız ve sinyal çizgi iki toprak arasındaki boşluğu uzatır, sinyal akışının geri dönüş yolu nedir? İki bölümlü toprakların birkaç noktada bağlantılı olduğunu tahmin edin (genellikle bir noktada tek bir nokta), bu durumda dünya akışı büyük bir döngü oluşturacak. Büyük dönüşünden akışan yüksek frekans akışı radyasyon ve yüksek yeryüzü induktans oluşturacak. Eğer büyük döngü üzerinden geçen düşük seviye analog akışı dış sinyaller tarafından araştırılması kolay olursa. Kötü şey, bölümler enerji kaynağında birlikte bağlanıldığında, çok büyük bir döngü oluşturuldu. Ayrıca, uzun bir kablo tarafından bağlı analog ve dijital toprak bir dipol anteni oluşturuyor.

Karışık sinyal devre tahtasını iyileştirmek için şu anki arka akışının yolunu ve modunu anlamak. Çoğu tasarım mühendisleri sadece şu ankinin özel yolunu görmezden sinyal akışlarının nerede olduğunu düşünüyor. Yer katı bölünmesi gerekirse ve bölümlerin arasındaki boşluğu aracılığıyla yönlendirilmesi gerekirse, bölünmüş yerde bir tek nokta bağlantı oluşturmak için iki yer katı arasındaki bir bağlantı köprüsü oluşturmak ve sonra bağlantı köprüsü aracılığıyla yönlendirilebilir. Bu şekilde, her sinyal çizgisinin altında doğru bir sıra akışı yolu verilebilir, küçük bir dönüş bölgesinde sonuçlar verilir.

Optik izolasyon aygıtları ya da değiştirme aygıtları bölümleme boşluğunun geçtiğini fark etmek için kullanılabilir. Önceliklere göre, bölüm boşluğunu uzatan optik sinyal. Bir transformatör durumunda, bölüm boşluğunu uzatan magnetik alan. Ayrıca farklı sinyaller mümkün: sinyaller bir hattan akışır ve diğerinden döner, bu durumda gereksiz arka akışı yolları olarak kullanılır.

Analog sinyaline dijital sinyalin araştırmasını keşfetmek için ilk olarak yüksek frekans akışının özelliklerini anlamalıyız. Yüksek frekans akışı her zaman impedans (induktans), sinyalin altındaki yolu seçer, yanlarındaki katının enerji ya da toprak katı olup olmamasına rağmen yakın devre katından geçer.

Pratik üzerinde genelde, analog ve dijital parçalara üniforma PCB bölümünü kullanmak tercih edilir. Dijital sinyaller dijital devre bölgesinde yönlendirilmiş halde, tahtadaki tüm katların analog bölgesinde analog sinyaller yollanır. Bu durumda, dijital sinyal dönüş akışı analog sinyalin yere aklanmıyor.

Dijital sinyallerden analog sinyallere araştırma sadece dijital sinyaller yönlendirildiğinde ya da analog sinyaller devre tahtasının dijital parçalarına yönlendirildiğinde oluyor. Bu sorun bölümleme eksikliği yüzünden değil, gerçek sebep, dijital sinyallerin düzgün düzenlemesi.

PCB tasarımı, dijital devre, analog devre bölümünden ve uygun sinyal bölümünden birleştirilmiş kullanır, genelde daha zor düzenleme ve düzenleme sorunlarından bazılarını çözebilir, ama yeryüzü bölümünden sebep olan potansiyel sorunları da yok. Bu durumda, komponentlerin düzenlemesi ve bölümlemesi tasarımın kalitesini belirlemek için kritik olur. Doğru olarak belirlenirse, dijital toprak akışı tahtasının dijital parçasına sınırlı olacak ve analog sinyaline engel olmayacak. Böyle düzenleme, düzenleme kurallarına %100 uyumlu olmak için dikkatli kontrol edilmeli ve kontrol edilmeli. O

Yanlış bir sinyal çizgisini tamamen iyi bir devre tahtasını yok edecek.

A/D dönüştürücülerinin analog ve dijital toprak pinlerini birlikte bağlanırken, A/D dönüştürücü üreticilerinin çoğu AGND ve DGND pinlerini kısa ipleri kullanarak aynı düşük impedans toprağına bağlanmasını tavsiye eder (Not: Çünkü çoğu A/D dönüştürücü çipleri içeriden analog ve dijital toprak birlikte bağlanmıyor, analog ve dijital toprak dış pinler üzerind DGND ile bağlanmış her dışarıdaki impedans parazit kapasitesi üzerinden IC içerisindeki analog devreye daha çok dijital gürültü yapar. Bu tavsiye sonrasında, A/D dönüştürücü AGND ve DGND pinleri analog yere bağlanmalı, fakat bu yaklaşım, dijital sinyal ayırma kapasitesinin yeryüzündeki alanın analog ya da dijital yere bağlanması gerektiği gibi sorular yükseliyor.

Sistemin sadece bir A/D dönüştürücüsü varsa, yukarıdaki sorun kolayca çözülebilir. Görüntü 3'de gösterildiği gibi, toprak parçalanır ve analog ve dijital toprak bölümleri A/D dönüştürücü altında birlikte bağlanır. Bu metod kabul edildiğinde, iki alan arasındaki köprü genişliğinin IC genişliğine eşit olmasını ve hiçbir sinyal çizgisinin bölüm boşluğunu geçemesini sağlamak gerekiyor.

Sistemin bir çok A/D dönüştürücü varsa, mesela 10 A/D dönüştürücü nasıl bağlanılacak? Eğer analog ve dijital toprak her A/D dönüştürücü altında bağlanılırsa, bir çok nokta bağlantısı sonucu verir ve analog ve dijital toprak arasındaki izolasyon anlamsız olacak. Eğer yapmazsanız, üreticinin ihtiyaçlarını ihlal ediyorsunuz.

Bunu yapmanın yolu üniformayla başlamak. Yeri eşit olarak analog ve dijital parçalara bölün. Bu tasarım sadece analog ve dijital toprak pinlerin düşük impedans bağlantısı için IC aygıt üreticilerinin gerekçelerine uyuyor, ancak dönüş antene veya dipol antene tarafından sebep olan EMC sorunlarını da kaçırır.

Eğer karışık sinyal PCB tasarımının birleştirilmiş yaklaşımı hakkında şüpheniz varsa, tüm devre tahtasını kapatmak için yeryüzü katı bölümünün yöntemini kullanabilirsiniz. Tasarımda, devre tahtasını atlayıcılarla birlikte bağlanmak için dikkat verilmeli, yaklaşık deneyde 1/2 santimden az uzanan 0 ohm direktörleri ile birlikte bağlanmak için. Bütün katlarda analog bölümünün üstünde olmadığını ve dijital sinyal çizgilerinin dijital bölümünün üstünde analog sinyal çizgilerinin üstünde olmadığını sağlamak için bölüme ve düzenlemeye dikkat edin. Ayrıca, hiçbir sinyal çizgi toprak boşluğunu geçmemeli veya enerji kaynakları arasındaki boşluğu bölmemeli. Tahtanın fonksiyonunu ve EMC performansını test etmek için, tahta fonksiyonunu ve EMC performansını 0 ohm direktörü veya atlayıcıs ı üzerinden iki katı birleştirerek tekrar verin. Testin sonuçlarını karşılaştırarak, neredeyse tüm davalarda, birleşmiş çözüm funksyonalitet ve EMC performansı bölünen çözümlere karşılaştırıldı.

Bu yaklaşım üç durumda kullanılabilir: bazı tıbbi aygıtlar hasta ile bağlı devreler ve sistemler arasında çok düşük sızdırma gerekiyor; Bazı endüstriyel süreç kontrol ekipmanlarının çıkışı gürültü ve yüksek güç elektromekanik ekipmanlarına bağlanılabilir; Başka bir durum, PCB'nin LAYOUT'un özel sınırlarına uygun olduğu zaman.

Genelde karışık sinyal PCB tahtasında, bölünebilecek ve bölünebilecek bir güç sağlığı olan dijital ve analog güç malzemeleri var. Fakat elektrik teslimatı katının yakın sinyal çizgileri elektrik temsilleri arasındaki boşluğu geçemez ve boşluğu kesen tüm sinyal çizgileri büyük bölge yakın devre katının üzerinde bulunmalıdır. Bazı durumlarda, analog güç temsili bir yüz bölmesinden kaçırmak için PCB bağlantılarıyla tasarlanılabilir.

# Karışık sinyal PCB tasarımı karmaşık bir süreçtir, tasarım süreçti bu noktalara dikkat etmeli:

1. PCB'yi ayrı analog ve dijital parçalara bölün.

2. Doğru komponent düzeni.

3.A/D dönüştürücü bölümlerin üzerinde yerleştirilir.

4. Yeri bölme. Analog kısmı ve devre kurulunun dijital kısmı eşit olarak yerleştirilir.

5. Tahtanın bütün katlarında dijital sinyal sadece tahtın dijital kısmında yönlendirilebilir.

6. Tahtanın tüm katlarında analog sinyaller sadece tahta analog parçasında yönlendirilebilir.

7. Analog ve dijital güç ayrılımı.

8. Wiring, bölünen enerji kaynağı arasındaki boşlukları uzatmamalı.

9. Bölünen güç malzemeleri arasındaki mesafeyi genişlemek zorunda olan sinyal çizgileri büyük bir bölge yakınındaki uçuş katında bulunmalıdır.

10. Dünya akışının gerçek yolunu ve modunu analiz edin.

11. Doğru düzenleme kurallarını kullan.