數(shù)模混合電路的PCB設計

這樣，在每一個信號線的下方都能夠提供一個直接的電流回流路徑，或者采用光隔離器件、變壓器等也能實現(xiàn)信號跨越分割間隙。但實際工作中PCB設計傾向于采用統(tǒng)一地，通過數(shù)字電路和模擬電路分區(qū)以及合適的信號布線，通?？梢越鉀Q一些比較困難的布局布線問題，同時也不會產(chǎn)生因地分割帶來一些潛在的麻煩。通過比較電路板測試結果，也會發(fā)現(xiàn)統(tǒng)一地的方案在功能和EMC 性能方面比分割地更優(yōu)越。

在混合信號PCB 板上通常有獨立的數(shù)字和模擬電源，應該采用分割電源面，最好緊鄰地平面且在地平面下。電源平面可能向空間可附件的電路耦合射頻電流，為了減小這種耦合效應，要求電源平面物理上都比其相鄰的地平面小20H(H 指電源和地平面層的距離)。

(3 )對于混合器件的處理。通常的混合器件有晶振，高速A D 器件等，在器件內(nèi)部同時有數(shù)字電路和模擬電路兩部分。一般將AGND 和DGND 引腳在外部都要連接到同一低阻抗的模擬地平面，而且引線要求盡量短，任何DGND 額外的阻抗都會通過寄生電容將更多的數(shù)字噪聲耦合到器件內(nèi)部的模擬電路中。當然這樣做會使得轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的數(shù)字電流流入模擬接地平面，但這樣要比把轉(zhuǎn)換器件的DGND 腳接到噪聲數(shù)字接地平面帶來的干擾要小得多。同接地一樣，模擬和數(shù)字電源引腳也應該連接到模擬電源平面，并且要盡可能靠近每個電源引腳連接適當?shù)呐月冯娙?。必要情況下應將模擬電源引腳與數(shù)字電源引腳用跨接電感的方式隔離。

(4 )添加去耦電容。去耦電容可以消除高頻干擾，由于電容器的容抗與頻率成反比，因此將電容并聯(lián)在信號與地線之間就起到對高頻噪聲的旁路作用。原則上將每個集成芯片都加上一個0.01mF~ 0.1mF 的陶瓷片電容，不僅能使芯片存儲能量，提供和吸收該芯片的電路開門和關門瞬間的充放電能，還能旁路過濾掉該器件的高頻噪聲成分。在電源輸入端加上一個10mF~100mF 的電解電容(最好是鉭電容)，可以抑制電源的噪聲干擾，當然加入的電容引線不能太長，因為電容的引線長度是一個十分重要的參數(shù)，引線越長，則感應電感越大，電容的諧振頻率就越低，對高頻噪聲的頻率過濾作用就會減弱，甚至消失，因此在高速PCB 板設計時，要特別注意使電容器的引線盡量短，也就是使得電容盡可能地靠近芯片。

(5 )大面積覆銅箔接模擬地。在模擬電路部分覆大面積銅箔并在空白區(qū)域鉆密集的孔接到模擬地，這樣可以起到屏蔽隔離作用，從而減少模擬信號之間的相互干擾，而且還可以起到散熱作用。

如圖3 所示。

圖3 銅箔鉆孔接模擬地

(6 )電源線和地線要盡量短粗，尤其是跨接數(shù)字電源和模擬電源的磁珠上的線一定要加粗，因為除減小壓降外，更重要的是降低耦合噪聲。

3 混合電路的PCB 設計實例

圖4 是一塊設計好的有32 通道數(shù)字接收和轉(zhuǎn)換的典型的

此印制板布局上將模擬電路與數(shù)字電路分開，且每路通道之間也完全獨立有一定間隔距離以保證每個通道模擬信號之間不會相互干擾。模擬電路盡量靠近電路板邊緣放置，數(shù)字電路盡量靠近電源連接端放置，這樣做可以降低由數(shù)字開關引起的di/dt效應。

在電源和地的劃分上，此印制板模擬信號都走在表面層，而且盡可能走的短、少鉆孔。緊鄰模擬信號的第二層和第十九層都是完整的統(tǒng)一的模擬地平面，這樣保證模擬信號有最佳的回流路徑和阻抗，也不會出現(xiàn)跨分割地出現(xiàn)E M I 問題。高速信號層緊鄰地平面層，重要信號線走帶狀線，并且對于時鐘、復位敏感信號線走第三層，在兩地平面之間。數(shù)字電源和模擬電源都有獨立的層面，都進行了分割，但每個電源層也都緊鄰地平面層。

模擬信號相關文章:什么是模擬信號

電路相關文章:電路分析基礎