PCB新聞 - 數模混合電路PCB設計

一般原則 PCB設計 用於數模混合電路

我談到了混合電路干擾的產生機理，那麼如何减少數位信號和類比信號之間的相互干擾呢？ 在設計之前，我們必須瞭解電磁相容性的兩個基本原則：第一個原則是盡可能减少電流回路的面積。 如果訊號不能通過盡可能小的回路返回，則可能形成大回路。 ŠŠ¶天線。 第二個原則是系統僅使用一個參攷平面。 相反，如果系統有兩個基準面，則可能形成偶極子天線。 在設計中儘量避免這兩種情况。

（1）佈局和佈線原則。 元件佈局首先要考慮的因素之一是將類比電路部分與數位電路部分分開。 類比信號在電路板所有層的類比區域佈線，數位信號在數位電路區域佈線。 在這種情況下，數位信號返回電流將不會流入類比信號接地。 對於一些有特殊要求的高頻線路，最好手動佈線，必要時使用差分線路或遮罩線。 有時，由於輸入/輸出連接器的位置，數位和類比電路的佈線必須混合在一起，這可能會導致電路的類比部分和數位部分相互影響。 這有必要避免在類比功率層附近運行數位時鐘線和高頻類比信號線，否則，功率訊號的雜訊將耦合到敏感的類比信號。 為了實現低阻抗電源和接地網絡，數位電路導線的電感應最小化，類比電路的電容耦合應最小化。 數位電路的頻率高，類比電路的靈敏度强。 對於訊號線，高頻數位信號線應盡可能遠離敏感的類比電路設備。

（2）電力和地面處理。 在複雜混合電路板的設計中，接地線的佈局和處理是提高電路效能的重要因素。 建議在混合訊號電路板上分離數位接地和類比接地，以實現數位接地和類比接地之間的隔離。 然而，這種方法往往會穿過隔離間隙佈線，這將導致電磁輻射和訊號串擾急劇增加。

瞭解電流返回地面的路徑和方法是優化混合訊號電路板設計的關鍵。 如果必須劃分接地層，並且佈線必須通過分區之間的間隙，則可以在劃分的接地之間進行單點連接，以在兩個接地之間形成連接橋，然後通過連接橋進行佈線。

以這種管道, 可在每個訊號線下提供直流回流路徑, 或光學隔離裝置, 變壓器, 等. 也可用於實現跨越分割間隙的訊號. 然而, 在實際工作中, PCB設計 傾向於採取統一立場. 通過數位和類比電路的劃分和適當的訊號佈線, 通常可以解决一些困難的佈局和佈線問題, 不會因局部分割而造成一些隱患. . 通過比較電路板的測試結果, 您還將發現，統一接地解決方案在功能和EMC效能方面優於分割接地.

混合訊號上通常有獨立的數位和類比電源 PCB板. 應使用分裂電源平面, 最好在地平面附近和下方. 功率平面可以將射頻電流耦合到可以連接到空間的電路. 為了减少這種耦合效應, the power plane is required to be physically smaller than its adjacent ground plane by 20H (H refers to the distance between the power supply and the ground plane).

（3）混合設備的處理。 常見的混合器件包括晶體振盪器、高速AD器件等。器件內部有數位電路和類比電路兩部分。 一般來說，AGND和DGND引脚應外部連接到同一低阻抗類比接地層，導線應盡可能短。 DGND的任何附加阻抗都會通過寄生電容將更多的數位雜訊耦合到設備的內部類比電路。 當然，這將導致轉換器內的數位電流流入類比接地層，但這將比將轉換器的DGND引脚連接到雜訊數位接地層產生的干擾小得多。 與接地一樣，類比和數位電源引脚也應連接到類比電源平面，適當的旁路電容器應盡可能靠近每個電源引脚。 如有必要，類比電源引脚和數位電源引脚應通過跨接電感隔離。

(4) Add decoupling capacitors. 去耦電容器可以消除高頻干擾. 因為電容器的電容電抗與頻率成反比, 在訊號和地面之間並聯連接電容器將作為高頻雜訊的旁路. 原則上, 每個集成晶片都添加了一個0.01mF ~ 0.1mF陶瓷片式電容器, 這不僅使晶片能够存儲能量, 當門打開和關閉時，還提供和吸收晶片電路的暫態充電和放電能量, 它也可以被繞過和過濾. 設備的高頻雜訊分量. Add a 10mF~100MF electrolytic capacitor (preferably a tantalum capacitor) to the power input terminal to suppress the noise interference of the power supply. 當然, 電容器引線不宜過長, 因為電容器的引線長度是一個非常重要的參數. 電感越長, 電感越大，電容器的諧振頻率越低. 頻率濾波對高頻雜訊的影響將减弱甚至消失. 因此, in the design of 高速PCB板, 應特別注意使電容器的引線盡可能短. 那就是, 使電容器盡可能靠近晶片.

（5）將大面積覆銅箔連接到類比接地。 用大面積銅箔覆蓋類比電路，並在空白區域鑽密集的孔，以連接到類比接地。 這可以起到遮罩和隔離作用，從而减少類比信號之間的相互干擾，還可以起到散熱作用。

（6）電源線和地線應盡可能短且厚，尤其是連接數位電源和類比電源的磁珠上的導線必須厚，因為除了降低壓降外，更重要的是降低耦合雜訊。