PCB Ang disenyo sa mixed signal circuit kay komplikado kaayo. Ang layout ug mga kable sa mga sangkap ug ang pagproseso sa suplay sa kuryente ug ground wire direktang makaapekto sa performance sa sirkito ug performance sa electromagnetic compatibility. Ang disenyo sa partisyon sa yuta ug suplay sa kuryente nga gipaila niini nga papel maka-optimize sa performance sa mixed-signal circuits.

Giunsa makunhuran ang interference tali sa digital ug analog nga mga signal? Duha ka sukaranang mga prinsipyo sa electromagnetic compatibility (EMC) ang kinahanglang sabton sa dili pa ang disenyo: ang unang prinsipyo mao ang pagpamenos sa dapit sa kasamtangang loop; Ang ikaduha nga prinsipyo mao nga ang sistema naggamit lamang sa usa ka reference plane. Sa kasukwahi, kung ang sistema adunay duha ka reperensiya nga mga eroplano, posible nga maporma ang usa ka dipole antenna (timan-i: ang radiation sa usa ka gamay nga dipole antenna parehas sa gitas-on sa linya, ang kantidad sa karon nga nag-agos, ug ang frequency). Kung ang signal dili mobalik pinaagi sa pinakagamay nga posible nga loop, ang usa ka dako nga circular antenna mahimong maporma. Likayi ang duha sa imong disenyo kutob sa mahimo.

Gisugyot nga ibulag ang digital ground ug ang analog ground sa mixed-signal circuit board aron makab-ot ang pagkalain tali sa digital ground ug analog ground. Bisan kung kini nga pamaagi mahimo, kini adunay daghang mga potensyal nga problema, labi na sa dagko ug komplikado nga mga sistema. Ang labing kritikal nga problema mao ang dili pagtabok sa partition gap wiring, sa higayon nga mitabok sa partition gap wiring, electromagnetic radiation ug signal crosstalk modaghan pag-ayo. Ang labing kasagarang problema sa disenyo sa PCB mao ang problema sa EMI tungod sa linya sa signal nga nagtabok sa yuta o suplay sa kuryente.

Ingon sa gipakita sa Figure 1, gigamit namon ang pamaagi sa pagbahin sa ibabaw, ug ang linya sa signal nagsangkad sa gintang tali sa duha nga yuta, unsa ang agianan sa pagbalik sa signal karon? Ibutang ta nga ang duha ka nabahin nga yuta konektado sa usa ka punto (kasagaran usa ka punto sa usa ka punto), diin ang sulog sa yuta mahimong usa ka dako nga loop. Ang taas nga frequency nga kasamtangan nga nag-agos pinaagi sa dako nga loop makamugna og radiation ug taas nga inductance sa yuta. Kung ang ubos nga lebel sa analog karon nga nag-agos sa dako nga laang dali nga mabalda sa mga eksternal nga signal. Ang pinakagrabe nga butang mao nga kung ang mga seksyon konektado sa usa ka tinubdan sa kuryente, usa ka dako kaayo nga kasamtangan nga loop ang naporma. Dugang pa, ang analog ug digital nga yuta nga konektado sa usa ka taas nga wire nagporma og dipole antenna.

Ang pagsabot sa agianan ug paagi sa kasamtangang backflow sa yuta mao ang yawe sa pag-optimize sa mixed-signal circuit board nga disenyo. Daghang mga inhenyero sa disenyo ang naghunahuna lamang kung diin nag-agos ang signal, nga wala magtagad sa piho nga agianan sa kasamtangan. Kung ang lut-od sa yuta kinahanglan nga bahinon ug kinahanglan nga maagian sa gintang tali sa mga partisyon, ang usa ka punto nga koneksyon mahimo’g tali sa nabahin nga yuta aron maporma ang usa ka koneksyon nga tulay tali sa duha nga mga sapaw sa yuta ug dayon ipaagi sa koneksyon nga tulay. Niining paagiha, ang usa ka direkta nga agianan sa backflow mahimong mahatag sa ubos sa matag linya sa signal, nga moresulta sa usa ka gamay nga lugar sa loop.

Ang mga optical isolation device o mga transformer mahimo usab nga gamiton aron mahibal-an ang signal nga nagtabok sa gintang sa pagbahin. Alang sa una, kini ang optical signal nga nagsangkad sa gintang sa pagbahin. Sa kaso sa usa ka transformer, kini ang magnetic field nga nagsangkad sa gintang sa partisyon. Posible usab ang mga differential nga signal: ang mga signal modagayday gikan sa usa ka linya ug mobalik gikan sa lain, diin kini gigamit ingon mga agianan sa backflow nga wala kinahanglana.

Aron masusi ang interference sa digital signal ngadto sa analog signal, kinahanglan una natong masabtan ang mga kinaiya sa high frequency nga kasamtangan. Ang high-frequency nga kasamtangan kanunay nga nagpili sa agianan nga adunay pinakaubos nga impedance (inductance) nga direkta sa ubos sa signal, mao nga ang pagbalik sa kasamtangan modagayday sa kasikbit nga circuit layer, bisan pa kung ang kasikbit nga layer mao ang power supply layer o ang ground layer.

Sa praktis, kasagaran gipalabi ang paggamit sa usa ka uniporme nga partisyon sa PCB ngadto sa analog ug digital nga mga bahin. Ang mga signal sa analog gipaagi sa analog nga rehiyon sa tanan nga mga layer sa board, samtang ang mga digital nga signal gipaagi sa rehiyon sa digital circuit. Sa kini nga kaso, ang digital signal pagbalik sa kasamtangan dili modagayday ngadto sa yuta sa analog signal.

Ang interference gikan sa digital signal ngadto sa analog signal mahitabo lamang kung ang digital signal madala sa ibabaw o ang analog signal madala sa digital parts sa circuit board. Kini nga problema dili tungod sa kakulang sa pagbahinbahin, ang tinuod nga hinungdan mao ang dili husto nga mga wiring sa digital signal.

Ang disenyo sa PCB naggamit sa hiniusang, pinaagi sa digital circuit ug analog circuit partition ug angay nga signal wiring, kasagaran makasulbad sa pipila sa mas lisud nga layout ug mga problema sa mga kable, apan wala usab’y posibleng kasamok tungod sa pagbahin sa yuta. Sa kini nga kaso, ang layout ug partitioning sa mga sangkap nahimong kritikal sa pagtino sa kalidad sa disenyo. Kung husto ang pagkabutang, ang digital ground karon limitado sa digital nga bahin sa board ug dili makabalda sa analog signal. Ang ingon nga mga kable kinahanglan nga susihon pag-ayo ug susihon aron masiguro ang 100% nga pagsunod sa mga lagda sa mga wiring. Kung dili, ang dili husto nga linya sa signal hingpit nga makaguba sa usa ka maayo kaayo nga circuit board.

Kung magkonektar sa analog ug digital nga ground pin sa mga A/D converter, kadaghanan sa mga tiggama sa A/D converter nagrekomenda nga ikonektar ang AGND ug DGND pin sa parehas nga low-impedance nga yuta gamit ang labing mubu nga mga lead (Pahinumdom: Tungod kay ang kadaghanan sa A/D converter chips wala magkonektar sa analog ug digital ground nga magkauban sa sulod, ang analog ug digital ground kinahanglan nga konektado pinaagi sa external pins), ang bisan unsang external impedance nga konektado sa DGND maghiusa sa dugang digital noise sa analog circuit sulod sa IC pinaagi sa parasitic. kapasidad. Pagsunod niini nga rekomendasyon, ang A/D converter AGND ug DGND pins kinahanglan nga konektado sa analog ground, apan kini nga pamaagi nagpatunghag mga pangutana sama sa kung ang ground end sa digital signal decoupling capacitor kinahanglan nga konektado sa analog o digital ground.

Kung ang sistema adunay usa lamang ka A/D converter, ang problema sa ibabaw dali nga masulbad. Ingon sa gipakita sa Figure 3, ang yuta nabahin ug ang analog ug digital nga mga seksyon sa yuta gisumpay ubos sa A/D converter. Kung kini nga pamaagi gisagop, gikinahanglan aron masiguro nga ang gilapdon sa tulay tali sa duha ka mga site parehas sa gilapdon sa IC, ug nga walay linya sa signal ang makatabok sa gintang sa partisyon.

Kung ang sistema adunay daghang A/D converters, pananglitan, 10 A/D converters unsaon pagkonektar? Kung ang analog ug digital nga yuta konektado sa ilawom sa matag A/D converter, Usa ka multipoint nga koneksyon ang moresulta, ug ang pagkahimulag tali sa analog ug digital nga yuta mahimong walay kahulogan. Kung dili nimo buhaton, imong gilapas ang mga kinahanglanon sa tiggama.

Ang labing maayo nga paagi mao ang pagsugod sa usa ka uniporme. Sama sa gipakita sa Figure 4, ang yuta parehas nga gibahin sa analog ug digital nga mga bahin. Kini nga layout dili lamang nagtagbo sa mga kinahanglanon sa mga tiggama sa IC device alang sa ubos nga impedance nga koneksyon sa analog ug digital ground pins, apan naglikay usab sa mga problema sa EMC tungod sa loop antenna o dipole antenna.

Kung adunay ka mga pagduhaduha bahin sa hiniusa nga pamaagi sa disenyo sa mixed-signal nga PCB, mahimo nimong gamiton ang pamaagi sa partition sa layer sa yuta aron ibutang ug ruta ang tibuuk nga circuit board. Sa disenyo, ang pagtagad kinahanglan nga ibayad aron ang circuit board sayon ​​​​nga makonektar uban sa mga jumper o 0 ohm resistors nga adunay gilay-on nga ubos sa 1/2 ka pulgada ang gilay-on sa ulahi nga eksperimento. Hatagi’g pagtagad ang pag-zoning ug mga wiring aron masiguro nga walay mga linya sa digital signal nga labaw sa analog nga seksyon sa tanang mga layer ug nga walay mga linya sa analog signal ang labaw sa digital nga seksyon. Dugang pa, walay linya sa signal ang kinahanglang motabok sa gintang sa yuta o magbahin sa gintang tali sa mga tinubdan sa kuryente. Aron masulayan ang function sa board ug ang performance sa EMC, sulayi pag-usab ang function sa board ug performance sa EMC pinaagi sa pagsumpay sa duha ka andana pinaagi sa 0 ohm resistor o jumper. Ang pagtandi sa mga resulta sa pagsulay, nahibal-an nga sa halos tanan nga mga kaso, ang hiniusa nga solusyon mas labaw sa mga termino sa pag-andar ug performance sa EMC kumpara sa split solution.

Mapuslan pa ba ang paagi sa pagbahin sa yuta?

Kini nga pamaagi mahimong gamiton sa tulo ka mga sitwasyon: ang ubang mga medikal nga mga himan nagkinahanglan og ubos kaayo nga leakage nga kasamtangan tali sa mga sirkito ug mga sistema nga konektado sa pasyente; Ang output sa pipila ka mga kagamitan sa pagkontrol sa proseso sa industriya mahimong konektado sa saba ug high-power nga electromechanical nga kagamitan; Ang laing kaso mao kung ang LAYOUT sa PCB gipailalom sa piho nga mga pagdili.

Sa kasagaran adunay bulag nga digital ug analog nga mga suplay sa kuryente sa usa ka mixed-signal PCB board nga mahimo ug kinahanglan adunay usa ka split power supply nga nawong. Bisan pa, ang mga linya sa signal nga kasikbit sa layer sa suplay sa kuryente dili makatabok sa gintang tali sa mga suplay sa kuryente, ug ang tanan nga mga linya sa signal nga motabok sa gintang kinahanglan nga mahimutang sa layer sa circuit nga kasikbit sa dako nga lugar. Sa pipila ka mga kaso, ang analog nga suplay sa kuryente mahimong gidisenyo nga adunay mga koneksyon sa PCB kaysa usa ka nawong aron malikayan ang pagkabahin sa nawong sa kuryente.

Disenyo sa partisyon sa nagkasagol nga signal PCB

Mixed-signal PCB design mao ang usa ka komplikado nga proseso, ang proseso sa disenyo kinahanglan nga pagtagad sa mosunod nga mga punto:

1. Bahina ang PCB ngadto sa bulag nga analog ug digital nga mga bahin.

2. Tukma nga layout sa component.

3. Ang A/D converter gibutang sa mga partisyon.

4. Ayaw pagbahin sa yuta. Ang analog nga bahin ug ang digital nga bahin sa circuit board gipahimutang nga parehas.

5. Sa tanan nga mga lut-od sa board, ang digital signal mahimo lamang nga madala sa digital nga bahin sa board.

6. Sa tanan nga mga lut-od sa board, ang mga analog signal mahimo lamang nga madala sa analog nga bahin sa board.

7. Analog ug digital power separation.

8. Ang mga kable kinahanglan dili mosangkap sa gintang tali sa mga bahin sa suplay sa kuryente.

9. Ang mga linya sa signal nga kinahanglang mosangkad sa gintang tali sa split power supply kinahanglang mahimutang sa wiring layer tapad sa dakong lugar.

10. Analisaha ang aktuwal nga dalan ug paagi sa agos sa yuta.

11. Gamita ang husto nga mga lagda sa wiring.