PCB Blogu - Karışık Sinyal PCB Tahtası Bölüm Tasarımı

Karışık sinyal tasarımı PCB tahtası çok karmaşık., ve komponentlerin düzenlemesi ve düzenlemesi, güç ve yerel kabloları, devre performansını ve elektromagnetik uyumlu performansını doğrudan etkileyecek. Bu makalede tarif edilen yeryüzü ve gücünün partisyon tasarımı karışık sinyal devrelerin performansını iyileştirebilir.. Dijital sinyaller ve analog sinyaller arasındaki karşılaştırmaları nasıl azaltılacak?? Two basic principles of electromagnetic compatibility (EMC) must be understood before design: the first principle is to minimize the area of the current loop; the second principle is that the system uses only one reference surface. Gerçekten., sistemde iki referans uçak var mı?, it is possible to form a dipole antenna (Note: the radiation size of a small dipole antenna is proportional to the length of the wire, Ağımdaki akışın büyüklüğü, ve frequency); and if the signal cannot pass as far as possible When a small loop returns, it is possible to form a large loop antenna (Note: the radiation size of a small loop antenna is proportional to the loop area, dönüşünün akışını, and the square of the frequency). Bu durumların ikisi de tasarımda mümkün olduğunca kaçınmalıdır.. Dijital ve analog alanları karıştırılmış sinyal devre tabağında ayrılmayı önerildi ki, dijital ve analog alanlar arasındaki izolasyon gerçekleştirilebilir.. Bu yöntem mümkün olmasına rağmen, bir sürü potansiyel problemi var., özellikle karmaşık büyük sistemlerde. Anahtar sorun şu ki, uçuş bölünen boşluğun üzerinden geçemez.. Bir kez uçak geçtikçe, elektromagnetik radyasyon ve sinyal çarpıştırması dramatik olarak yükselecek. Ortak bir sorun. PCB tahtası tasarım, sinyal çizgisinin EMI sorunlarını oluşturmak için bölünen yere veya elektrik temsilini geçmesi.

Yukarıdaki bölüm yöntemini kullanıyoruz ve sinyal çizgi iki alan arasındaki boşluğu uzatır, sinyal akışının geri dönüş yolu nedir? Bu durumda, bölünen iki sebep bir yerde birlikte bağlanmıştır (genellikle belli bir yerde tek nokta bağlantısı), bu durumda, toprak akışı büyük bir döngü oluşturacaktır. Yüksek frekans akışı büyük döngüdür radyasyon ve yüksek toprak indukatörü oluşturacak. Eğer küçük seviye analog akışı büyük döngüdür, dış sinyaller tarafından rahatsız edilmesi çok kolay olursa. Unfortunately, when the split grounds are connected together at the power supply, a very large current loop is formed. Ayrıca, analog toprak ve dijital toprak, dipol anteni oluşturmak için uzun bir kabla ile birlikte bağlanıyor. Karışık sinyal tablosu tasarımlarını iyileştirme anahtarı yere nasıl döndüğünü ve nasıl döndüğünü bilmek. Çoğu tasarım mühendisleri sadece şu ankinin özel yolunu görmezden sinyal akışlarının nerede olduğunu düşünüyor. Yer katı bölünmesi gerekirse ve bölümler arasındaki boşluk aracılığıyla yönlendirilmesi gerekirse, iki alan arasındaki bir bağlantı köprüsü oluşturmak ve sonra bağlantı köprüsü aracılığıyla yönlendirilebilir. Bu şekilde, her sinyal çizgisinin altında direk bir dönüş yolu verilebilir, böylece dönüş alanı küçük olur. Bölüm boşluğunun arasındaki sinyaller de optik izolatörler veya transformatörler kullanarak ulaşılabilir. Önceliklere göre bölüm boşluğundan geçen optik sinyaldir. bir transformatör olayında, bölüm boşluğundan geçen manyetik alandır. Diğer mümkün bir yaklaşım farklı sinyal kullanmak: sinyal bir hattan akışır ve diğerinden döner, bu durumda yere geri yol olarak ihtiyacı olmaz. Analog sinyallerine dijital sinyallerin araştırmasını derin keşfetmek için, önce yüksek frekans akışların özelliklerini anlamalıyız. Yüksek frekans akışları her zaman impedans (induktans), sinyal altında doğrudan bir yol seçir, bu yüzden dönüş akışı yakın bir devre katından geçer, yakın katı bir güç ya da toprak uça ğıdır.

Pratik üzerinde genellikle birleşmiş bir toprak kullanmayı tercih eder ve PCB tahtası analog bir parçaya ve dijital bir parçaya bölüyor. Analog sinyalleri tahtadaki tüm katlar üzerinde analog bölgesinde yönlendiriliyor ve dijital devre bölgesinde dijital sinyaller yönlendiriliyor. Bu durumda, dijital sinyal dönüş akışı analog sinyal alanına aklanmıyor. Dijital-analog araştırmaları sadece tahta analog parçasının üzerinde dijital sinyaller yönlendirildiğinde, ya da analog sinyaller tahta dijital parçasının üzerinde yönlendirildiğinde oluyor. Bu sorun, bölünmüş bir yer olmadığı için değil, gerçek sebep, dijital sinyalinin yanlış yönlendirmesi. PCB kurulu tasarımı birleşmiş bir yer kabul ediyor. Dijital devreler, analog devreler ve uygun sinyal düzenleme ile genelde bazı zor düzenleme ve düzenleme sorunları çözebilir ve yeryüzü ayrılması nedeniyle neden olabilecek bazı potansiyel sorunlar nedeniyle çözülmez. Bu durumda, komponentlerin düzeni ve bölümü tasarımın kalitesini belirlemek için anahtar oldu. Doğru düzenle, dijital toprak akışları tahtasının dijital parçasına sınırlı olacak ve analog sinyallere karışmayacak. Böyle düzenleme dikkatli kontrol edilmeli ve %100 düzenleme kurallarının uygulamasını sağlamak için kontrol edilmeli.. Yoksa, yanlış yönlendirilmiş bir sinyal çizgisi tamamen iyi bir devre tahtasını yok edebilir. A/D dönüştürücüsünün analog toprak ve dijital toprak parçalarını birleştirerken, A/D dönüştürücü üreticilerinin çoğu AGND ve DGND pinlerinin kısa ipleri ile aynı düşük impedance topraklarına bağlanmasını tavsiye ediyor. (Nota: Çünkü çoğu A/D dönüştürücü çipleri analog toprak ve dijital toprak birlikte bağlanmıyor, analog ve dijital toprak dış pinlerle bağlanmalı), DGND ile bağlanmış dış impedans parazitik kapasitesini geçirecek. Daha çok dijital gürültü IC'nin içindeki analog devreyi ile birleştirildir. Bu tavsiye sonrasında, A/D dönüştürücüsünün AGND ve DGND pinlerinin analog yere bağlanması gerekiyor, fakat bu yaklaşım, dijital sinyal ayırma kapasitesinin analog yere veya dijital yere bağlanması gerektiğini gibi sorunlar oluşturur. Sistemin sadece bir A/D dönüştürücüsü varsa, yukarıdaki sorun çözmesi kolay. Yukarıdaki 3. Şekil'de gösterildiği gibi, yeri bölün ve analog toprak ve dijital toprak bölümlerini A/D dönüştürücüsü altında birlikte bağlayın. Bu yöntemi alırken, iki alan arasındaki bağlantı köprüsün genişliğinin IC genişliğinin ve bölüm boşluğunun geçmesini sağlamak gerekiyor. Sistemde bir sürü A/D dönüştürücü varsa, mesela 10 A/D dönüştürücü nasıl bağlanılacak? Eğer analog toprak ve dijital toprak her A/D dönüştürücü altında birlikte bağlanırsa, çok nokta bir bağlantı olacak ve analog toprak ve dijital toprak arasındaki izolasyon anlamsız olacak. Eğer böyle bağlanmazsanız, üreticinin ihtiyaçlarına ihlal ediyorsunuz. Çözüm, birleşmiş bir yerle başlamak. Aşa ğıdaki 4'de gösterilen gibi, birleşmiş yer analog bir parçaya ve dijital bir parçaya bölüler. Bu tür düzenleme ve düzenleme sadece analog toprak ve dijital toprak pinlerinin bağlantısı için IC cihaz üreticilerinin ihtiyaçlarına uymuyor ama EMC sorunlarına sebep etmek için dönüş anteneleri veya dipol anteneleri oluşturmuyor.

Eğer karıştırılmış sinyal PCB tasarımı için birleştirilmiş yerleştirme yöntemi hakkında şüpheniz varsa, tüm devre tahtasını düzenlemek ve yönlendirmek için yer katını bölmek yöntemini kullanabilirsiniz. Tasarımlandığında, devre tahtasını sonraki deneylerde kullanmak kolaylaştırmaya dikkat et. Bu... spacing is less than 1/2 inç atlayıcısı veya 0-ohm dirençleri bölünen toprakları birlikte bağlayacaklar.. Bölümlemeye ve rotasyona dikkat edin, analog bölümünün üstünde dijital sinyal hatlarının olmadığından emin olun ve tüm katlarda analog sinyal hatlarının dijital bölümünün üstünde olmadığından emin olun. Ayrıca, hiçbir sinyal hattı yer boşluklarını uzatabilir veya enerji malzemeleri arasındaki boşlukları bölemez. Tahtanın fonksiyonalitetini ve EMC performansını test etmek için, sonra iki alanı 0-ohm dirençli veya atlayıcısı ile birlikte birlikte bağlayarak çalışma ve EMC performansını tekrar verin. Testin sonuçlarını karşılaştırarak, neredeyse bütün durumlarda birleşmiş çözüm fonksiyonun ve EMC performansındaki bölümlü çözümün üstündür. Yeri bölmek yöntemi hala faydalı mı? Bu yaklaşım üç durumda kullanılabilir: bazı tıbbi ekipmanlar, hasta ile bağlı devreler ve sistemler arasında düşük sızdırma gerekiyor; bazı endüstriyel süreç kontrol ekipmanlarının sonuçları gürültü ve yüksek güç elektromekanik ekipmanları ile bağlantılı olabilir; Başka bir durum, PCB tahtasının düzeni bazı sınırlara uygun olduğu zaman. Karışık sinyal PCB ve bölünen güç uçakları üzerinde sık sık ayrı dijital ve analog güç malzemeleri var ve kullanılmalı. Fakat, elektrik teslimatı katmanına yakın sinyal çizgileri elektrik temsilleri arasındaki boşluğu uzayamaz ve boşluğu kesen tüm sinyal çizgileri devre katmanında hemen büyük bölge toprağına yakın yerde bulunmalıdır. Bazı durumlarda, analog güç sağlığını bir uçak yerine PCB bağlantı çizgisi olarak tasarlamak güç uça ğını bölmenin problemini önleyebilir.

Karışık sinyal PCB tasarımı karışık bir süreç. Bu noktalar tasarım sürecinde dikkatini çekmeli:

1) PCB tahtasını ayrı analog ve dijital parçalara bölün.

2) Appropriate component layout.

3) A/D dönüştürücüleri bölümlerin üzerinde yerleştirilir.

4) Yeri bölme. Tahtanın analog ve dijital parçalarının altında üniforma bir yer çalıştırın.

5) Tahtanın bütün katlarında dijital sinyaller sadece tahtın dijital parçasında yönlendirilebilir.

6) Tüm katlarda analog sinyaller sadece tahtın analog parçasında yönlendirilebilir.

7) Analog ve dijital güç bölümünü gerçekleştirin.

8) Uçak bölünen güç uçakları arasındaki boşluğu uzayamaz.

9) Bölünen güç malzemeleri arasındaki boşluk kesmesi gereken sinyal çizgileri büyük bölge toprağına yakın bir yerde bulunmalıdır.

10) Geri-yere dönüş akışının yolunu ve yöntemini çözümleyin.

11) Use correct PCB tahtası yönetme kuralları.