PCB ontwerp van gemengde seinkring is baie ingewikkeld. Die uitleg en bedrading van komponente en die verwerking van kragtoevoer en gronddraad sal die kringprestasie en elektromagnetiese versoenbaarheidsprestasie direk beïnvloed. Die partisie-ontwerp van grond en kragtoevoer wat in hierdie vraestel bekendgestel word, kan die werkverrigting van gemengde seinstroombane optimeer.

Hoe om die interferensie tussen digitale en analoog seine te verminder? Twee basiese beginsels van elektromagnetiese verenigbaarheid (EMC) moet voor ontwerp verstaan ​​word: die eerste beginsel is om die area van die stroomlus te minimaliseer; Die tweede beginsel is dat die stelsel slegs een verwysingsvlak gebruik. Inteendeel, as die stelsel twee verwysingsvlakke het, is dit moontlik om ‘n dipoolantenna te vorm (let wel: die uitstraling van ‘n klein dipoolantenna is eweredig aan die lengte van die lyn, die hoeveelheid stroom wat vloei en die frekwensie). As die sein nie deur die kleinste moontlike lus terugkeer nie, kan ‘n groot sirkelvormige antenna gevorm word. Vermy beide so veel as moontlik in jou ontwerp.

Daar is voorgestel om die digitale grond en die analoog grond op die gemengde-sein stroombaan te skei om isolasie tussen die digitale grond en die analoog grond te verkry. Alhoewel hierdie benadering haalbaar is, het dit baie potensiële probleme, veral in groot en komplekse stelsels. Die mees kritieke probleem is om nie die partisie gaping bedrading oor te steek nie, sodra die partisie gaping bedrading gekruis is, sal elektromagnetiese straling en sein oorspraak dramaties toeneem. Die mees algemene probleem in PCB-ontwerp is EMI-probleem wat veroorsaak word deur seinlyn wat die grond of kragtoevoer kruis.

Soos getoon in Figuur 1, gebruik ons ​​die bogenoemde segmenteringsmetode, en die seinlyn strek oor die gaping tussen die twee grond, wat is die terugkeerpad van die seinstroom? Gestel die twee afgeskorte lande word op ‘n stadium verbind (gewoonlik ‘n enkele punt op een punt), in welke geval die aardstroom ‘n groot lus sal vorm. Die hoëfrekwensiestroom wat deur die groot lus vloei sal straling en hoë grondinduktansie genereer. As die lae vlak analoog stroom wat deur die groot lus vloei, is dit maklik om deur eksterne seine ingemeng te word. Die ergste is dat wanneer die seksies by die kragbron aan mekaar verbind word, ‘n baie groot stroomlus gevorm word. Daarbenewens vorm analoog en digitale grond wat deur ‘n lang draad verbind is, ‘n dipoolantenna.

Om die pad en modus van stroomterugvloei na grond te verstaan, is die sleutel om gemengde-sein-kringbordontwerp te optimaliseer. Baie ontwerpingenieurs oorweeg slegs waar die seinstroom vloei, en ignoreer die spesifieke pad van die stroom. Indien die grondlaag afgeskort moet word en deur die gaping tussen die afskortings gelei moet word, kan ‘n enkelpuntverbinding tussen die afgeskorte grond gemaak word om ‘n verbindingsbrug tussen die twee grondlae te vorm en dan deur die verbindingsbrug gelei word. Op hierdie manier kan ‘n gelykstroom terugvloeipad onder elke seinlyn voorsien word, wat ‘n klein lusarea tot gevolg het.

Optiese isolasie toestelle of transformators kan ook gebruik word om die sein wat die segmenteringsgaping kruis, te realiseer. Vir eersgenoemde is dit die optiese sein wat oor die segmentasiegaping strek. In die geval van ‘n transformator is dit die magneetveld wat oor die partisiegaping strek. Differensiële seine is ook moontlik: seine vloei in vanaf een lyn en keer terug vanaf die ander, in welke geval hulle onnodig as terugvloeipaaie gebruik word.

Om die interferensie van digitale sein na analoog sein te verken, moet ons eers die eienskappe van hoëfrekwensiestroom verstaan. Hoëfrekwensiestroom kies altyd die pad met die laagste impedansie (induktansie) direk onder die sein, dus sal die terugkeerstroom deur die aangrensende stroombaanlaag vloei, ongeag of die aangrensende laag die kragtoevoerlaag of die grondlaag is.

In die praktyk word dit oor die algemeen verkies om ‘n eenvormige PCB-partisie in analoog en digitale dele te gebruik. Analoog seine word in die analoog-streek van alle lae van die bord gelei, terwyl digitale seine in die digitale stroombaan-streek gelei word. In hierdie geval vloei die digitale sein terugstroom nie in die grond van die analoog sein nie.

Inmenging van digitale seine na analoog seine vind slegs plaas wanneer die digitale seine oorgery word of analoog seine oor die digitale dele van die stroombaanbord gelei word. Hierdie probleem is nie te wyte aan die gebrek aan segmentering nie, die werklike rede is die onbehoorlike bedrading van digitale seine.

PCB ontwerp gebruik verenigde, deur die digitale stroombaan en analoog stroombaan partisie en toepaslike sein bedrading, kan gewoonlik sommige van die moeiliker uitleg en bedrading probleme oplos, maar het ook nie ‘n paar potensiële probleme wat veroorsaak word deur grond segmentering. In hierdie geval word die uitleg en verdeling van komponente krities in die bepaling van die kwaliteit van die ontwerp. As dit behoorlik uitgelê is, sal die digitale grondstroom beperk word tot die digitale deel van die bord en sal dit nie inmeng met die analoog sein nie. Sulke bedrading moet noukeurig nagegaan en nagegaan word om 100% voldoening aan bedradingreëls te verseker. Andersins sal ‘n onbehoorlike seinlyn ‘n baie goeie stroombaan heeltemal vernietig.

Wanneer analoog- en digitale grondpenne van A/D-omsetters aan mekaar gekoppel word, beveel die meeste A/D-omsettervervaardigers aan om die AGND- en DGND-penne aan dieselfde lae-impedansiegrond te koppel deur die kortste leidings te gebruik (Let wel: Omdat die meeste A/D-omsetterskyfies nie analoog en digitale grond intern met mekaar verbind nie, moet die analoog en digitale grond via eksterne penne verbind word), sal enige eksterne impedansie wat aan DGND gekoppel is, meer digitale geraas aan die analoogkring binne die IC koppel via parasitiese kapasitansie. Na aanleiding van hierdie aanbeveling moet beide die A/D-omsetter AGND- en DGND-penne aan die analooggrond gekoppel word, maar hierdie benadering laat vrae ontstaan ​​soos of die grondkant van die digitale seinontkoppelkapasitor aan die analoog- of digitale grond gekoppel moet word.

As die stelsel net een A/D-omsetter het, kan bogenoemde probleem maklik opgelos word. Soos in Figuur 3 getoon, is die grond verdeel en die analoog- en digitale grondgedeeltes is onder die A/D-omsetter aan mekaar verbind. Wanneer hierdie metode aangeneem word, is dit nodig om te verseker dat die brugwydte tussen die twee terreine gelyk is aan die IC-wydte, en dat geen seinlyn die partisiegaping kan oorsteek nie.

As die stelsel baie A/D-omsetters het, byvoorbeeld, 10 A/D-omsetters hoe om aan te sluit? As analoog en digitale grond onder elke A/D-omsetter verbind word, sal ‘n meerpuntverbinding tot gevolg hê, en die isolasie tussen analoog en digitale grond sal betekenisloos wees. As jy dit nie doen nie, oortree jy die vervaardiger se vereistes.

Die beste manier is om met ‘n uniform te begin. Soos getoon in Figuur 4, is die grond eenvormig verdeel in analoog en digitale dele. Hierdie uitleg voldoen nie net aan die vereistes van IC-toestelvervaardigers vir lae-impedansieverbinding van analoog en digitale grondpenne nie, maar vermy ook EMC-probleme wat deur lusantenna of dipoolantenna veroorsaak word.

As jy twyfel oor die verenigde benadering van gemengde-sein PCB-ontwerp, kan jy die metode van grondlaagverdeling gebruik om die hele stroombaanbord uit te lê en te stuur. In die ontwerp moet aandag gegee word om die stroombaanbord maklik te maak om aanmekaar gekoppel te word met springers of 0 ohm-weerstande wat minder as 1/2 duim uitmekaar gespasieer is in die latere eksperiment. Gee aandag aan sonering en bedrading om te verseker dat geen digitale seinlyne bo die analoog gedeelte op alle lae is nie en dat geen analoog seinlyne bo die digitale gedeelte is nie. Boonop moet geen seinlyn die grondgaping oorsteek of die gaping tussen die kragbronne verdeel nie. Om die bord se funksie en EMC-werkverrigting te toets, toets die bord se funksie en EMC-werkverrigting weer deur die twee vloere met mekaar te verbind via ‘n 0 ohm-weerstand of jumper. Deur die toetsresultate te vergelyk, is gevind dat die verenigde oplossing in byna alle gevalle beter was in terme van funksionaliteit en EMC-werkverrigting in vergelyking met die gesplete oplossing.

Werk die metode om die grond te verdeel nog?

Hierdie benadering kan in drie situasies gebruik word: sommige mediese toestelle benodig baie lae lekstroom tussen stroombane en stelsels wat aan die pasiënt gekoppel is; Die uitset van sommige industriële prosesbeheertoerusting kan gekoppel word aan lawaaierige en hoëkrag elektromeganiese toerusting; Nog ‘n geval is wanneer die UITLEG van die PCB aan spesifieke beperkings onderhewig is.

Daar is gewoonlik aparte digitale en analoog kragbronne op ‘n gemengde-sein PCB-bord wat ‘n gesplete kragtoevoervlak kan en moet hê. Die seinlyne aangrensend aan die kragtoevoerlaag kan egter nie die gaping tussen die kragbronne oorsteek nie, en al die seinlyne wat die gaping kruis, moet op die stroombaanlaag langs die groot area geleë wees. In sommige gevalle kan die analoog kragtoevoer ontwerp word met PCB verbindings eerder as een gesig om krag gesig splitsing te vermy.

Partisie ontwerp van gemengde sein PCB

Gemengde sein PCB-ontwerp is ‘n komplekse proses, die ontwerpproses moet aandag gee aan die volgende punte:

1. Verdeel die PCB in aparte analoog en digitale dele.

2. Behoorlike komponent uitleg.

3. A/D-omsetter word oor partisies geplaas.

4. Moenie die grond verdeel nie. Die analoog deel en die digitale deel van die stroombaanbord word eenvormig gelê.

5. In alle lae van die bord kan die digitale sein slegs in die digitale deel van die bord herlei word.

6. In alle lae van die bord kan analoog seine slegs in die analoog deel van die bord gestuur word.

7. Analoog en digitale krag skeiding.

8. Bedrading moet nie oor die gaping tussen die gesplete kragtoevoeroppervlaktes strek nie.

9. Die seinlyne wat oor die gaping tussen die gesplete kragbronne moet strek, moet op die bedradingslaag langs ‘n groot area geleë wees.

10. Ontleed die werklike pad en modus van aardstroomvloei.

11. Gebruik korrekte bedradingsreëls.