混合信号PCB的分区设计

混合信号PCB的分区设计摘要：混合信号电路 PCB 的设计很复杂，元器件的布局、布线以及电源和地线的处理将直接影响到电路性能和电磁兼

容性能。本文介绍的地和电源的分区设计能优化混合信号电路的性能。
如何降低数字信号和模拟信号间的相互干扰呢？在设计之前必须了解电磁兼容 (EMC)的两个基本原则： 第一个原则是尽 可能减小电流环路的面积；第二个原则是系统只采用一个参考面。相反，如果系统存在两个参考面，就可能形成一个 偶极天线 (注：小型偶极天线的辐射大小与线的长度、流过的电流大小以及频率成正比 )；而如果信号不能通过尽可能小 的环路返回，就可能形成一个大的环状 天线(注：小型环 状天线的辐射大小与环 路面积、流过环路的电流大小以及频率的 平方 成正比 )。在设计 中要尽可能 避免 这 两 种情况。 有人建议将混合 信号电路 板上 的数字地 和模拟 地分割开 ， 这样 能 实现 数字 地 和模 拟 地 之间的隔离 。尽管这种方法可 行 ，但 是存在 很多潜 在的 问题 ，在 复杂 的大型 系统 中问题尤其突出 。最关键 的 问题 是不能 跨越分割 间 隙布 线，一旦跨越了 分割 间 隙布 线，电磁辐射和信号 串 扰 都会急剧增加。在 PCB 设计 中最常见的 问题就 是信号线 跨越分割地或电 源 而 产生 EMI 问题。 如 图 1 所示 ，我们采用 上述分割方法 ，而且 信号线 跨越 了两个地 之间的间 隙，信 号电流的返回路 径 是 什么 呢？ 假定被分割 的两个 地在 某处连接在一 起(通常情况 下 是在 某 个位置单点连接 )，在 这种情况下 ， 地 电流将会 形成一个大的环路。流经 大环路的高 频电流 会产生 辐射和 很高 的 地 电 感 ，如果流过大环路的是低电平 模拟电流，该 电流 很 容易受到外部 信号干扰。 最 糟糕 的是当把 分割地在电 源处 连接 在一 起时 ， 将 形成一个 非