摘要:混合信号电路PCB规划很杂乱,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功能和电磁兼容功能。本文介绍的地和电源的分区规划能优化混合信号电路的功能。
怎么下降数字信号和模仿信号间的彼此搅扰呢?
在规划之前有必要了解电磁兼容(EMC)的两个基本原则:第一个原则是尽或许减小电流环路的面积;第二个原则是体系只选用一个参阅面。相反,假如体系存在两个参阅面,就或许构成一个偶极天线(注:小型偶极天线的辐射巨细与线的长度、流过的电流巨细以及频率成正比);而假如信号不能经过尽或许小的环路回来,就或许构成一个大的环状天线(注:小型环状天线的辐射巨细与环路面积、流过环路的电流巨细以及频率的平方成正比)。在规划中要尽或许防止这两种状况。
一切电流有必要有流回源的回路。该回路的发生会主动寻觅最小阻抗的途径。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)起伏相同、方向相反。I0 — 信号总电流,A H — 信号线到参阅平面的间隔,m D — 观测点到信号线中心的垂直间隔,m i(D) —观测点的回流电流密度,A/in一:切割 有人主张将混合信号上的数字地和模仿地切割开,这样能完成数字地和模仿地之间的阻隔。虽然这种办法可行,可是存在许多潜在的问题,在杂乱的大型体系中问题特别杰出。最要害的问题是不能跨过切割空隙布线,一旦跨过了切割空隙布线,电磁辐射和信号串扰都会急剧添加。
在PCB规划中最常见的问题便是信号线跨过切割地或电源而发生EMI问题。如图1所示,咱们选用上述切割办法,并且信号线跨过了两个地之间的空隙,信号电流的回来途径是什么呢?假定被切割的两个地在某处衔接在一起(通常状况下是在某个方位单点衔接),在这种状况下,地电流将会构成一个大的环路。流经大环路的高频电流会发生辐射和很高的地电感,假如流过大环路的是低电平模仿电流,该电流很简单遭到外部信号搅扰。最糟糕的是当把切割地在电源处衔接在一起时,将构成一个非常大的电流环路。别的,模仿地和数字地经过一个长导线衔接在一起会构成偶极天线。 一起要注意以下两点:参阅平面的开槽,不适当的参阅平面的开槽,将添加信号的环路面积。