ዲስትሪከት የተቀላቀለ የሲግናል ዑደት ንድፍ በጣም የተወሳሰበ ነው. የአቀማመጦች አቀማመጥ እና ሽቦ እና የኃይል አቅርቦት እና የከርሰ ምድር ሽቦ ሂደት በቀጥታ የወረዳውን አፈፃፀም እና የኤሌክትሮማግኔቲክ ተኳሃኝነት አፈፃፀም ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ የተዋወቀው የመሬት እና የኃይል አቅርቦት ክፍፍል ዲዛይን የተቀላቀሉ-ሲግናል ሰርኮችን አፈፃፀም ማመቻቸት ይችላል።

በዲጂታል እና በአናሎግ ምልክቶች መካከል ያለውን ጣልቃገብነት እንዴት መቀነስ ይቻላል? የኤሌክትሮማግኔቲክ ተኳኋኝነት (EMC) ሁለት መሠረታዊ መርሆዎች ከዲዛይን በፊት መረዳት አለባቸው-የመጀመሪያው መርህ የአሁኑን ዑደት አካባቢ መቀነስ ነው; ሁለተኛው መርህ ስርዓቱ አንድ የማጣቀሻ አውሮፕላን ብቻ ይጠቀማል. በተቃራኒው, ስርዓቱ ሁለት የማመሳከሪያ አውሮፕላኖች ካሉት, የዲፕሎይድ አንቴና (ማስታወሻ) መፍጠር ይቻላል (ማስታወሻ: የአንድ ትንሽ ዲፕሎፕ አንቴና ጨረር ከመስመሩ ርዝመት, የአሁኑ ፍሰት መጠን እና ድግግሞሽ ጋር ተመጣጣኝ ነው). ምልክቱ በተቻለ መጠን በትንሹ ካልተመለሰ ትልቅ ክብ አንቴና ሊፈጠር ይችላል። በተቻለ መጠን ሁለቱንም በንድፍዎ ውስጥ ያስወግዱ.

በዲጂታል መሬት እና በአናሎግ መሬት መካከል መገለልን ለማግኘት በድብልቅ ሲግናል ሰርቪስ ሰሌዳ ላይ ያለውን ዲጂታል መሬት እና አናሎግ መሬትን ለመለየት ተጠቁሟል። ምንም እንኳን ይህ አቀራረብ የሚቻል ቢሆንም, በተለይም በትላልቅ እና ውስብስብ ስርዓቶች ውስጥ ብዙ ሊሆኑ የሚችሉ ችግሮች አሉት. በጣም ወሳኙ ችግር የክፋይ ክፍተቱን ሽቦ መሻገር አይደለም፣ አንዴ የክፍፍል ክፍተት ሽቦውን ካለፉ የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች እና የምልክት መስቀለኛ መንገድ በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራሉ። በፒሲቢ ዲዛይን ውስጥ በጣም የተለመደው ችግር የምልክት መስመር መሬቱን ወይም የኃይል አቅርቦቱን በማቋረጡ ምክንያት የሚፈጠረው የኤኤምአይ ችግር ነው።

በስእል 1 እንደሚታየው, ከላይ ያለውን የመከፋፈል ዘዴ እንጠቀማለን, እና የሲግናል መስመሩ በሁለቱ መሬት መካከል ያለውን ክፍተት ይሸፍናል, የምልክት ምልክቱ መመለሻ መንገድ ምንድን ነው? ሁለቱ የተከፋፈሉ መሬቶች በአንድ ነጥብ ላይ ተገናኝተው (ብዙውን ጊዜ በአንድ ነጥብ ላይ አንድ ነጥብ) ተገናኝተው እንበል, በዚህ ሁኔታ የምድር ጅረት ትልቅ ዑደት ይፈጥራል. በትልቁ ዑደት ውስጥ የሚፈሰው ከፍተኛ ድግግሞሽ የጨረር እና ከፍተኛ የመሬት ኢንዳክሽን ይፈጥራል. በትልቁ ዑደት ውስጥ የሚፈሰው ዝቅተኛ ደረጃ የአናሎግ ጅረት በውጫዊ ምልክቶች ጣልቃ ለመግባት ቀላል ከሆነ። በጣም መጥፎው ነገር ክፍሎቹ በኃይል ምንጭ ላይ አንድ ላይ ሲገናኙ, በጣም ትልቅ የአሁኑ ዑደት ይፈጠራል. በተጨማሪም የአናሎግ እና ዲጂታል መሬት በረጅም ሽቦ የተገናኘ የዲፖል አንቴና ይመሰርታሉ።

የድብልቅ ሲግናል ሰርክ ቦርድ ዲዛይንን ለማመቻቸት የአሁኑን የኋላ ፍሰት መንገድ እና ሁነታን መረዳት ቁልፍ ነው። ብዙ የንድፍ መሐንዲሶች የአሁኑን ልዩ መንገድ ችላ በማለት ምልክቱ የሚፈስበትን ቦታ ብቻ ግምት ውስጥ ያስገባል። የመሬቱ ንብርብር መከፋፈል ካለበት እና በክፍሎቹ መካከል ባለው ክፍተት ውስጥ መዞር ካለበት, በተከፋፈለው መሬት መካከል አንድ ነጠላ ነጥብ ግንኙነት በሁለቱ የመሬት ንጣፎች መካከል የግንኙነት ድልድይ እንዲፈጠር እና ከዚያም በግንኙነት ድልድይ ውስጥ ማለፍ ይቻላል. በዚህ መንገድ, ቀጥተኛ የአሁኑ የኋላ ፍሰት መንገድ ከእያንዳንዱ የሲግናል መስመር በታች ሊሰጥ ይችላል, በዚህም ምክንያት ትንሽ የሉፕ ቦታን ያመጣል.

የመከፋፈያ ክፍተቱን የሚያቋርጥ ምልክትን ለመገንዘብ የኦፕቲካል ማግለል መሳሪያዎችን ወይም ትራንስፎርመሮችን መጠቀም ይቻላል። ለቀድሞው, የመከፋፈያ ክፍተቱን የሚሸፍነው የኦፕቲካል ምልክት ነው. በትራንስፎርመር (ትራንስፎርመር) ውስጥ, የክፋይ ክፍተቱን የሚዘረጋው መግነጢሳዊ መስክ ነው. የልዩነት ምልክቶች እንዲሁ ይቻላል፡ ምልክቶች ከአንድ መስመር ይፈስሳሉ እና ከሌላው ይመለሳሉ፣ በዚህ ጊዜ ሳያስፈልግ እንደ የኋላ ፍሰት መንገዶች ያገለግላሉ።

የዲጂታል ሲግናል ወደ አናሎግ ሲግናል ያለውን ጣልቃ ገብነት ለመዳሰስ በመጀመሪያ የከፍተኛ ፍሪኩዌንሲ የአሁኑን ባህሪያት መረዳት አለብን። ከፍተኛ-ድግግሞሽ ጅረት ሁል ጊዜ ከሲግናል በታች ካለው ዝቅተኛው ኢምፔዳንስ (ኢንደክሽን) ጋር መንገዱን ይመርጣል፣ ስለዚህ የመመለሻ ጅረት በአቅራቢያው ባለው የወረዳ ንብርብር ውስጥ ይፈስሳል ፣ ምንም እንኳን የቅርቡ ንብርብር የኃይል አቅርቦት ንብርብር ወይም የመሬት ንጣፍ ይሁን።

በተግባር, በአጠቃላይ አንድ ወጥ የሆነ የ PCB ክፍልን ወደ አናሎግ እና ዲጂታል ክፍሎች መጠቀም ይመረጣል. የአናሎግ ሲግናሎች በሁሉም የቦርዱ ንብርብሮች ውስጥ በአናሎግ ክልል ውስጥ ይንቀሳቀሳሉ, ዲጂታል ምልክቶች በዲጂታል ዑደት ክልል ውስጥ ይተላለፋሉ. በዚህ ሁኔታ, የዲጂታል ምልክት መመለሻ ጅረት ወደ የአናሎግ ምልክት መሬት ውስጥ አይፈስም.

ከዲጂታል ሲግናሎች ወደ አናሎግ ሲግናሎች ጣልቃ መግባት የሚከሰተው ዲጂታል ሲግናሎች ሲተላለፉ ወይም የአናሎግ ሲግናሎች በዲስትሪክቱ ቦርድ ዲጂታል ክፍሎች ላይ ሲተላለፉ ብቻ ነው። ይህ ችግር በክፍፍል እጥረት ምክንያት አይደለም, ትክክለኛው ምክንያት የዲጂታል ምልክቶችን ትክክለኛ ያልሆነ ሽቦ ነው.

የፒሲቢ ዲዛይን የተዋሃደ፣ በዲጂታል ወረዳ እና በአናሎግ ወረዳ ክፍፍል እና በተገቢ የሲግናል መስመር በኩል፣ አብዛኛውን ጊዜ አንዳንድ ይበልጥ አስቸጋሪ የሆኑትን የአቀማመጥ እና የገመድ ችግሮችን መፍታት ይችላል፣ ነገር ግን በመሬት ክፍፍል ሳቢያ አንዳንድ እምቅ ችግሮች የሉትም። በዚህ ሁኔታ የንድፍ ጥራትን ለመወሰን የአቀማመጦች አቀማመጥ እና ክፍፍል ወሳኝ ይሆናል. በትክክል ከተቀመጠ, የዲጂታል የምድር ጅረት በቦርዱ ዲጂታል ክፍል ብቻ የተገደበ እና በአናሎግ ምልክት ላይ ጣልቃ አይገባም. 100% የወልና ደንቦችን መከበራቸውን ለማረጋገጥ እንዲህ ዓይነቱ ሽቦ በጥንቃቄ መፈተሽ እና መፈተሽ አለበት። አለበለዚያ, ተገቢ ያልሆነ የሲግናል መስመር በጣም ጥሩ የሆነ የሰሌዳ ሰሌዳን ሙሉ በሙሉ ያጠፋል.

የA/D መቀየሪያዎችን አናሎግ እና ዲጂታል የመሬት ላይ ፒኖችን በአንድ ላይ ሲያገናኙ ፣አብዛኞቹ የኤ/ዲ መቀየሪያ አምራቾች የ AGND እና DGND ፒኖችን አጭር እርሳሶችን በመጠቀም ከተመሳሳይ ዝቅተኛ-impedance መሬት ጋር እንዲያገናኙ ይመክራሉ (ማስታወሻ፡ አብዛኛዎቹ የኤ/ዲ መቀየሪያ ቺፖችን አናሎግ እና ዲጂታል መሬትን በውስጥ አንድ ላይ ስለማይገናኙ የአናሎግ እና ዲጂታል መሬቱ በውጫዊ ፒን በኩል መገናኘት አለባቸው) ማንኛውም ከዲጂኤንዲ ጋር የተገናኘ ውጫዊ ንክኪ ተጨማሪ አሃዛዊ ድምጽ በ IC ውስጥ ካለው የአናሎግ ወረዳ በጥገኛ በኩል ይጣመራል። አቅም. ይህንን የውሳኔ ሃሳብ በመከተል ሁለቱም የኤ/ዲ መቀየሪያ AGND እና DGND ፒን ከአናሎግ መሬት ጋር መገናኘት አለባቸው፣ነገር ግን ይህ አካሄድ የዲጂታል ሲግናል ዲኮፕሊንግ ካፓሲተር የከርሰ ምድር ጫፍ ከአናሎግ ወይም ዲጂታል መሬት ጋር መያያዝ አለበት የሚሉ ጥያቄዎችን ያስነሳል።

ስርዓቱ አንድ የኤ/ዲ መቀየሪያ ብቻ ካለው ከላይ ያለው ችግር በቀላሉ ሊፈታ ይችላል። በስእል 3 እንደሚታየው መሬቱ የተከፈለ ሲሆን የአናሎግ እና ዲጂታል የመሬት ክፍሎች በ A/D መቀየሪያ ስር ተያይዘዋል. ይህ ዘዴ ሲተገበር በሁለቱ ቦታዎች መካከል ያለው የድልድይ ስፋት ከ IC ስፋት ጋር እኩል መሆኑን እና ምንም የሲግናል መስመር የክፋይ ክፍተቱን ማለፍ እንደማይችል ማረጋገጥ አስፈላጊ ነው.

ስርዓቱ ብዙ የኤ/ዲ መቀየሪያዎች ካሉት ለምሳሌ 10 A/D መቀየሪያዎች እንዴት እንደሚገናኙ? አናሎግ እና ዲጂታል መሬት በእያንዳንዱ A/D መቀየሪያ ስር ከተገናኙ፣ ባለ ብዙ ነጥብ ግንኙነት ይከሰታል፣ እና በአናሎግ እና ዲጂታል መሬት መካከል ያለው መለያየት ትርጉም የለሽ ይሆናል። ካላደረጉ, የአምራቹን መስፈርቶች ይጥሳሉ.

በጣም ጥሩው መንገድ በዩኒፎርም መጀመር ነው. በስእል 4 ላይ እንደሚታየው መሬቱ በእኩልነት ወደ አናሎግ እና ዲጂታል ክፍሎች ይከፈላል. ይህ አቀማመጥ የአናሎግ እና ዲጂታል የመሬት ላይ ፒን ዝቅተኛ የግንኙነቶች ግንኙነት የ IC መሣሪያ አምራቾችን መስፈርቶች ያሟላ ብቻ ሳይሆን በ loop አንቴና ወይም በዲፕሎል አንቴና ምክንያት የሚመጡ የ EMC ችግሮችን ያስወግዳል።

የተቀላቀለ ሲግናል PCB ንድፍ የተዋሃደ አቀራረብን በተመለከተ ጥርጣሬዎች ካሉዎት, መላውን የወረዳ ሰሌዳ ለመዘርጋት እና ለመምራት የመሬት ንብርብር ክፍልፍል ዘዴን መጠቀም ይችላሉ. በዲዛይኑ ውስጥ የወረዳ ቦርዱን በቀላሉ ከ jumpers ወይም 0 ohm resistors ከ 1/2 ኢንች ያነሰ ርቀት ያለው ከ XNUMX/XNUMX ኢንች ርቀት ጋር በአንድ ላይ ለማገናኘት በኋለኛው ሙከራ ላይ ትኩረት መስጠት አለበት. በሁሉም ንብርብሮች ላይ ከአናሎግ ክፍል በላይ ምንም የዲጂታል ሲግናል መስመሮች እንዳይኖሩ እና ምንም የአናሎግ ምልክት መስመሮች ከዲጂታል ክፍል በላይ እንዳይሆኑ ለዞን ክፍፍል እና ሽቦዎች ትኩረት ይስጡ. ከዚህም በላይ ምንም የምልክት መስመር የመሬቱን ክፍተት ማለፍ ወይም በሃይል ምንጮች መካከል ያለውን ክፍተት መከፋፈል የለበትም. የቦርዱን ተግባር እና የEMC አፈጻጸምን ለመፈተሽ ሁለቱን ወለሎች በ0 ohm resistor ወይም jumper በማገናኘት የቦርዱን ተግባር እና የEMC አፈጻጸምን ይሞክሩ። የፈተና ውጤቱን በማነፃፀር በሁሉም ሁኔታዎች ማለት ይቻላል የተዋሃደ መፍትሄ በተግባራዊነት እና በ EMC አፈፃፀም ከተከፋፈለው መፍትሄ ጋር ሲነፃፀር የላቀ ሆኖ ተገኝቷል.

መሬቱን የመከፋፈል ዘዴ አሁንም ይሠራል?

ይህ አቀራረብ በሦስት ሁኔታዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል: አንዳንድ የሕክምና መሣሪያዎች ከበሽተኛው ጋር የተገናኙ ወረዳዎች እና ሥርዓቶች መካከል በጣም ዝቅተኛ መፍሰስ የአሁኑ ያስፈልጋቸዋል; የአንዳንድ የኢንዱስትሪ ሂደት መቆጣጠሪያ መሳሪያዎች ውፅዓት ከጫጫታ እና ከፍተኛ ኃይል ካለው ኤሌክትሮሜካኒካል መሳሪያዎች ጋር ሊገናኝ ይችላል; ሌላው ጉዳይ የ PCB LAYOUT ለተወሰኑ ገደቦች ተገዢ በሚሆንበት ጊዜ ነው.

በድብልቅ ሲግናል PCB ሰሌዳ ላይ ብዙ ጊዜ የተለየ ዲጂታል እና አናሎግ የኃይል አቅርቦቶች አሉ የተከፈለ የኃይል አቅርቦት ፊት ሊኖራቸው ይችላል። ይሁን እንጂ ከኃይል አቅርቦት ንብርብር አጠገብ ያሉት የምልክት መስመሮች በሃይል አቅርቦቶች መካከል ያለውን ክፍተት ማለፍ አይችሉም, እና ክፍተቱን የሚያቋርጡ ሁሉም የምልክት መስመሮች ከትልቅ ቦታ አጠገብ ባለው የወረዳ ንብርብር ላይ መቀመጥ አለባቸው. በአንዳንድ አጋጣሚዎች የአናሎግ ሃይል አቅርቦት የሃይል ፊት መሰንጠቅን ለማስወገድ ከአንድ ፊት ይልቅ በፒሲቢ ግንኙነቶች ሊቀረጽ ይችላል።

የተቀላቀለ ሲግናል PCB ክፍልፍል ንድፍ

የድብልቅ ምልክት PCB ንድፍ ውስብስብ ሂደት ነው, የንድፍ ሂደቱ ለሚከተሉት ነጥቦች ትኩረት መስጠት አለበት.

1. PCBን ወደ ተለያዩ የአናሎግ እና ዲጂታል ክፍሎች ይከፋፍሉት።

2. ትክክለኛ አካል አቀማመጥ.

3. A/D መቀየሪያ በክፍሎች ላይ ተቀምጧል.

4. መሬቱን አይከፋፍሉ. የአናሎግ ክፍል እና የወረዳ ሰሌዳው ዲጂታል ክፍል አንድ ወጥ በሆነ መልኩ ተቀምጠዋል።

5. በሁሉም የቦርዱ ንብርብሮች ውስጥ የዲጂታል ምልክት በቦርዱ ዲጂታል ክፍል ውስጥ ብቻ ሊሰራጭ ይችላል.

6. በሁሉም የቦርዱ ንብርብሮች ውስጥ የአናሎግ ምልክቶች በቦርዱ የአናሎግ ክፍል ውስጥ ብቻ ሊተላለፉ ይችላሉ.

7. አናሎግ እና ዲጂታል የኃይል መለያየት.

8. ሽቦ በተሰነጣጠለው የኃይል አቅርቦት ንጣፎች መካከል ያለውን ክፍተት መዘርጋት የለበትም.

9. በተሰነጣጠለው የኃይል አቅርቦቶች መካከል ያለውን ክፍተት መዘርጋት ያለባቸው የሲግናል መስመሮች ከትልቅ ቦታ አጠገብ ባለው የሽቦ ንብርብር ላይ መቀመጥ አለባቸው.

10. የምድር ጅረት ፍሰት ትክክለኛውን መንገድ እና ሁነታን ይተንትኑ.

11. ትክክለኛ የሽቦ ደንቦችን ተጠቀም.