混合信号PCB的分区设计

混合信号PCB 的分区设计







混合信号PCB的分区设计




















摘 要:
本文对PCB布板过程中经常遇到的模拟与数字信号的分区问题，进行了简要的说明以及对
几种地平面分割方式进行了比较。
关键词: 模拟信号、数字信号、混合信号、分区设计、地平面分割

















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