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经典知识! 混合信号PCB的分区设计

资料介绍
混合信号PCB的分区设计
混合信号PCB的分区设计(一)
  混合信号电路PCB的设计很难,零件的布局、布线以及电源和地线的处理将影响到电
路性能和电磁相容性能。本文介绍的地和电源的分区设计能最佳化混合信号电路的性能

  如何降低数字信号和模拟信号的相互干扰呢?在设计之前必须了解电磁相容(EMC)的
两个基本原则:第一个原则是尽可能降低电流回路的面积;第二个原则是系统只采取一
个参考面。相反如果系统存在两个参考面,就有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,流过电流的大小的频率成正比);而如果信号不能由尽可
能小的环路返回,就有可能形成一个大的环状天线(注:大型环状天线的辐射大小与环
路面积,流过环路的电流大小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开,这样能实现数字地与模拟地
之间的隔离。尽管这种方法可行,但是存在很多潜在的问题,在复杂的大系统中问题尤
其突出。一旦跨越分割间隙布线,电磁辐射和信号串扰会急剧增加。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。
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  如图1所示,我们采用上述分割方法,而且信号线跨越了两地间的间隙,信号返回的
路径是什么呢?假定被分割的两个地在某处连在一起(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,将形成一个非常大的电流环路。另外,
模拟地和数字地由一个长导线连接在一起会构成偶极天线。了解电流回流到地的路径和
方式是最佳化混合信号电路板设计的关键。许多设计工程师仅仅考虑信号流从何处流过……
标签:混合信号的分区设
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