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混合信號的 PCB 分區設計

资料介绍
混合信號 PCB 分區設計PCB LAYOUT GUIDE LINE

第一章: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。 所有电流必须有流回源的回路。该回路的产生会自动寻找最小阻抗的路径。通常在具有电源/地层平面 的 PCB 结构中,会直接在信号线下方的平面上(电源或地)。该回流信号(电流)与原信号(电流)幅度 相同、方向相反。

i( D) =
I0

I0 1 × π × H 1 + (D / H )2

― 信号总电流,A

H ― 信号线到参考平面的距离,m D ― 观测点到信号线中心的垂直距离,m i(D) ―观测点的回流电流密度,A/in 一:分割 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。

Written

by

沈高飞

惠州华阳通用深圳研发中心

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标签:混合信號分區設計
混合信號的 PCB 分區設計
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