Haniaethol: Dyluniad cylched signal cymysg PCB yn gymhleth iawn. Bydd cynllun a gwifrau cydrannau a phrosesu cyflenwad pŵer a gwifren ddaear yn effeithio’n uniongyrchol ar berfformiad cylched a pherfformiad cydweddoldeb electromagnetig. Gall dyluniad rhaniad daear a phŵer a gyflwynir yn yr erthygl hon wneud y gorau o berfformiad cylchedau signal cymysg.

Sut i leihau ymyrraeth ar y cyd rhwng signal digidol a signal analog? Cyn dylunio, mae’n rhaid i ni ddeall dwy egwyddor sylfaenol cydnawsedd electromagnetig (EMC): Yr egwyddor gyntaf yw lleihau arwynebedd y ddolen gyfredol; yr ail egwyddor yw bod y system yn defnyddio un arwyneb cyfeirio yn unig. I’r gwrthwyneb, os oes gan y system ddwy awyren gyfeirio, mae’n bosibl ffurfio antena deupol (Sylwch: mae maint ymbelydredd antena deupol bach yn gymesur â hyd y llinell, faint o gerrynt sy’n llifo a’r amledd); ac os na all y signal basio cymaint â phosibl Gall dychweliad dolen fach ffurfio antena dolen fawr (Sylwch: mae maint ymbelydredd antena dolen fach yn gymesur ag ardal y ddolen, y cerrynt sy’n llifo trwy’r ddolen, a’r sgwâr o’r amledd). Osgoi’r ddwy sefyllfa hyn gymaint â phosibl yn y dyluniad.

Awgrymir gwahanu’r tir digidol a’r ddaear analog ar y bwrdd cylched signal cymysg, fel y gellir cyflawni’r arwahanrwydd rhwng y ddaear ddigidol a’r ddaear analog. Er bod y dull hwn yn ymarferol, mae yna lawer o broblemau posib, yn enwedig mewn systemau cymhleth ar raddfa fawr. Y broblem fwyaf hanfodol yw na ellir ei gyfeirio ar draws y bwlch rhannu. Unwaith y bydd y bwlch rhannu wedi’i gyfeirio, bydd ymbelydredd electromagnetig a chrosstalk signal yn cynyddu’n sydyn. Y broblem fwyaf cyffredin mewn dylunio PCB yw bod y llinell signal yn croesi’r ddaear ranedig neu’r cyflenwad pŵer ac yn cynhyrchu problemau EMI.

Sut i gyflawni dyluniad rhaniad PCB signal cymysg

Fel y dangosir yn Ffigur 1, rydym yn defnyddio’r dull rhannu uchod, ac mae’r llinell signal yn croesi’r bwlch rhwng y ddwy dir. Beth yw llwybr dychwelyd y cerrynt signal? Gan dybio bod y ddwy sail sydd wedi’u rhannu wedi’u cysylltu gyda’i gilydd yn rhywle (fel arfer cysylltiad un pwynt mewn lleoliad penodol), yn yr achos hwn, bydd cerrynt y ddaear yn ffurfio dolen fawr. Mae’r cerrynt amledd uchel sy’n llifo trwy’r ddolen fawr yn cynhyrchu ymbelydredd ac anwythiad tir uchel. Os yw’r cerrynt analog lefel isel yn llifo trwy’r ddolen fawr, mae’n hawdd ymyrryd â’r cerrynt gan signalau allanol. Y peth gwaethaf yw, pan fydd y tiroedd rhanedig wedi’u cysylltu â’i gilydd wrth y cyflenwad pŵer, bydd dolen gyfredol fawr iawn yn cael ei ffurfio. Yn ogystal, mae’r ddaear analog a’r ddaear ddigidol wedi’u cysylltu gan wifren hir i ffurfio antena deupol.

Deall llwybr a dull dychwelyd cyfredol i’r ddaear yw’r allwedd i optimeiddio dyluniad bwrdd cylched signal cymysg. Mae llawer o beirianwyr dylunio ond yn ystyried lle mae’r cerrynt signal yn llifo, ac yn anwybyddu llwybr penodol y cerrynt. Os oes rhaid rhannu’r haen ddaear, a rhaid cyfeirio’r gwifrau trwy’r bwlch rhwng y rhaniadau, gellir gwneud cysylltiad un pwynt rhwng y tiroedd rhanedig i ffurfio pont gysylltu rhwng y ddwy dir, ac yna gwifrau trwy’r bont gysylltu. . Yn y modd hwn, gellir darparu llwybr dychwelyd cerrynt uniongyrchol o dan bob llinell signal, fel bod yr ardal ddolen a ffurfiwyd yn fach.

Gall defnyddio dyfeisiau ynysu optegol neu drawsnewidwyr hefyd gyflawni’r signal ar draws y bwlch segmentu. Ar gyfer y cyntaf, y signal optegol sy’n croesi’r bwlch segmentu; yn achos newidydd, y maes magnetig sy’n croesi’r bwlch segmentu. Dull ymarferol arall yw defnyddio signalau gwahaniaethol: mae’r signal yn llifo i mewn o un llinell ac yn dychwelyd o linell signal arall. Yn yr achos hwn, nid oes angen y ddaear fel llwybr dychwelyd.

Er mwyn archwilio ymyrraeth signalau digidol yn ddwfn i signalau analog, mae’n rhaid i ni ddeall nodweddion ceryntau amledd uchel yn gyntaf. Ar gyfer ceryntau amledd uchel, dewiswch y llwybr gyda’r rhwystriant lleiaf (anwythiad isaf) bob amser ac yn union o dan y signal, felly bydd y cerrynt dychwelyd yn llifo trwy’r haen cylched gyfagos, ni waeth ai’r haen gyfagos yw’r haen bŵer neu’r haen ddaear. .

Mewn gwaith gwirioneddol, yn gyffredinol mae’n dueddol o ddefnyddio tir unedig, a rhannu’r PCB yn rhan analog ac yn rhan ddigidol. Mae’r signal analog yn cael ei gyfeirio yn ardal analog pob haen o’r bwrdd cylched, ac mae’r signal digidol yn cael ei gyfeirio yn yr ardal cylched ddigidol. Yn yr achos hwn, ni fydd y cerrynt dychwelyd signal digidol yn llifo i’r ddaear signal analog.

Dim ond pan fydd y signal digidol wedi’i wifro ar ran analog y bwrdd cylched neu pan fydd y signal analog wedi’i wifro ar ran ddigidol y bwrdd cylched, bydd ymyrraeth y signal digidol i’r signal analog yn ymddangos. Nid yw’r math hwn o broblem yn digwydd oherwydd nad oes tir wedi’i rannu, y gwir reswm yw gwifrau amhriodol y signal digidol.

Mae dyluniad PCB yn mabwysiadu tir unedig, trwy gylched ddigidol a rhaniad cylched analog a gwifrau signal priodol, fel arfer yn gallu datrys rhai problemau cynllun a gwifrau anoddach, ac ar yr un pryd, ni fydd yn achosi rhai trafferthion posibl a achosir gan ranniad daear. Yn yr achos hwn, mae cynllun a rhaniad cydrannau yn dod yn allweddol i bennu manteision ac anfanteision y dyluniad. Os yw’r cynllun yn rhesymol, bydd y cerrynt daear digidol yn gyfyngedig i ran ddigidol y bwrdd cylched ac ni fydd yn ymyrryd â’r signal analog. Rhaid archwilio a gwirio gwifrau o’r fath yn ofalus er mwyn sicrhau y cydymffurfir â’r rheolau gwifrau 100%. Fel arall, bydd llwybro amhriodol llinell signal yn dinistrio bwrdd cylched da iawn fel arall.

Wrth gysylltu daear analog a phinnau daear digidol y trawsnewidydd A / D gyda’i gilydd, byddai’r mwyafrif o wneuthurwyr trawsnewidyddion A / D yn awgrymu: Cysylltwch y pinnau AGND a DGND â’r un tir rhwystriant isel trwy’r plwm byrraf. (Sylwer: Oherwydd nad yw’r mwyafrif o sglodion trawsnewidydd A / D yn cysylltu’r ddaear analog a’r ddaear ddigidol gyda’i gilydd, rhaid cysylltu’r ddaear analog a digidol trwy binnau allanol.) Bydd unrhyw rwystriant allanol sy’n gysylltiedig â DGND yn pasio cynhwysedd parasitig. Mae mwy o sŵn digidol yn cael ei gyplysu â’r cylchedau analog y tu mewn i’r IC. Yn ôl yr argymhelliad hwn, mae angen i chi gysylltu pinnau AGND a DGND y trawsnewidydd A / D â’r ddaear analog, ond bydd y dull hwn yn achosi problemau megis a ddylid cysylltu terfynell ddaear y cynhwysydd datgysylltu signal digidol â’r ddaear analog. neu’r tir digidol.

Sut i gyflawni dyluniad rhaniad PCB signal cymysg

Os mai dim ond un trawsnewidydd A / D sydd gan y system, gellir datrys y problemau uchod yn hawdd. Fel y dangosir yn Ffigur 3, rhannwch y ddaear, a chysylltwch y ddaear analog a’r ddaear ddigidol gyda’i gilydd o dan y trawsnewidydd A / D. Wrth fabwysiadu’r dull hwn, mae angen sicrhau bod lled y bont gysylltu rhwng y ddwy dir yr un fath â lled yr IC, ac ni all unrhyw linell signal groesi’r bwlch rhannu.

Os oes llawer o drawsnewidwyr A / D yn y system, er enghraifft, sut i gysylltu 10 trawsnewidydd A / D? Os yw’r ddaear analog a’r ddaear ddigidol wedi’u cysylltu gyda’i gilydd o dan bob trawsnewidydd A / D, cynhyrchir cysylltiad aml-bwynt, ac mae’r ynysu rhwng y ddaear analog a’r ddaear ddigidol yn ddiystyr. Os nad ydych chi’n cysylltu fel hyn, mae’n torri gofynion y gwneuthurwr.