Resumo: La dezajno de mikssigna cirkvito PCB estas tre komplika. La aranĝo kaj drataro de komponantoj kaj la prilaborado de nutrado kaj grunda drato rekte influos la agadon de cirkvito kaj elektromagneta kongrueco. La sekciodezajno de grundo kaj potenco lanĉita en ĉi tiu artikolo povas optimumigi la agadon de mikssignalaj cirkvitoj.

Kiel redukti la reciprokan interferon inter cifereca signalo kaj analoga signalo? Antaŭ desegnado, ni devas kompreni la du bazajn principojn de elektromagneta kongruo (EMC): La unua principo estas minimumigi la areon de la nuna buklo; la dua principo estas ke la sistemo uzas nur unu referencsurfacon. Male, se la sistemo havas du referencajn ebenojn, eblas formi dipolantenon (Noto: la radiada grandeco de malgranda dipolanteno estas proporcia al la longo de la linio, la kvanto de kurento fluanta kaj la frekvenco); kaj se la signalo ne povas pasi kiel eble plej multe La reveno de malgranda buklo povas formi grandan bukloantenon (Noto: la radiadgrandeco de malgranda bukloanteno estas proporcia al la bukloareo, la kurento fluanta tra la buklo, kaj la kvadrato. de la frekvenco). Evitu ĉi tiujn du situaciojn kiel eble plej multe en la dezajno.

Oni sugestas apartigi la ciferecan grundon kaj analogan grundon sur la mikssigna cirkvito, tiel ke la izolado inter la cifereca grundo kaj la analoga grundo povas esti atingita. Kvankam ĉi tiu metodo estas farebla, ekzistas multaj eblaj problemoj, precipe en kompleksaj grandskalaj sistemoj. La plej kritika problemo estas, ke ĝi ne povas esti direktita trans la divizian breĉon. Post kiam la dividadinterspaco estas sendita, elektromagneta radiado kaj signala interparolado akre pliiĝos. La plej ofta problemo en PCB-dezajno estas ke la signallinio transiras la dividitan grundon aŭ elektroprovizon kaj generas EMI-problemojn.

Kiel atingi sekciodezajnon de mikssigna PCB

Kiel montrite en Figuro 1, ni uzas la supre menciitan dividan metodon, kaj la signallinio transiras la interspacon inter la du grundoj. Kio estas la revenvojo de la signala fluo? Supozante ke la du grundoj kiuj estas dividitaj estas kunligitaj ie (kutime ununura punktokonekto ĉe certa loko), en tiu kazo, la grunda fluo formos grandan buklon. La altfrekvenca fluo fluanta tra la granda buklo generas radiadon kaj altan teran induktancon. Se la malalt-nivela analoga kurento fluas tra la granda buklo, la fluo estas facile influita per eksteraj signaloj. La plej malbona afero estas ke kiam la dividitaj grundoj estas kunligitaj ĉe la elektroprovizo, tre granda kurenta buklo formiĝos. Krome, la analoga grundo kaj cifereca grundo estas ligitaj per longa drato por formi dipolantenon.

Kompreni la vojon kaj metodon de nuna reveno al grundo estas la ŝlosilo por optimumigi mikssignala cirkvitotabulo dezajno. Multaj dezajninĝenieroj nur pripensas kie la signala fluo fluas, kaj ignoras la specifan vojon de la fluo. Se la grunda tavolo devas esti dividita, kaj la drataro devas esti direktita tra la interspaco inter la dividoj, unu-punkta ligo povas esti farita inter la dividitaj grundoj por formi ligan ponton inter la du grundoj, kaj tiam kabligi tra la ligoponto. . Tiamaniere, rekta kurenta revenvojo povas esti disponigita sub ĉiu signallinio, tiel ke la buklareo formita estas malgranda.

La uzo de optikaj izolaj aparatoj aŭ transformiloj ankaŭ povas atingi la signalon trans la segmentiginterspaco. Por la unua, ĝi estas la optika signalo kiu transiras la segmentiginterspacon; en la kazo de transformilo, estas la magneta kampo kiu transiras la segmentiginterspacon. Alia realigebla metodo estas uzi diferencigajn signalojn: la signalo enfluas de unu linio kaj revenas de alia signallinio. En ĉi tiu kazo, la grundo ne estas bezonata kiel revenvojo.

Por profunde esplori la interferon de ciferecaj signaloj al analogaj signaloj, ni unue devas kompreni la karakterizaĵojn de altfrekvencaj fluoj. Por altfrekvencaj fluoj, ĉiam elektu la vojon kun la malplej impedanco (plej malsupra induktanco) kaj rekte sub la signalo, do la revena kurento fluos tra la apuda cirkvita tavolo, sendepende de ĉu la apuda tavolo estas la potenca tavolo aŭ la grunda tavolo. .

En reala laboro, ĝi ĝenerale inklinas uzi unuigitan grundon, kaj dividi la PCB en analogan parton kaj ciferecan parton. La analoga signalo estas direktita en la analoga areo de ĉiuj tavoloj de la cirkvito, kaj la cifereca signalo estas direktita en la cifereca cirkvito. En ĉi tiu kazo, la cifereca signala revena kurento ne fluos en la analogan signalgrundon.

Nur kiam la cifereca signalo estas kabligita sur la analoga parto de la cirkvito aŭ la analoga signalo estas kablita sur la cifereca parto de la cirkvito, la interfero de la cifereca signalo al la analoga signalo aperos. Ĉi tiu speco de problemo ne okazas ĉar ne estas dividita grundo, la vera kialo estas la nedeca cableado de la cifereca signalo.

PCB-dezajno adoptas unuigitan teron, per cifereca cirkvito kaj analoga cirkvito vando kaj taŭga signala drataro, kutime povas solvi iujn pli malfacilajn aranĝajn kaj kabligitajn problemojn, kaj samtempe, ĝi ne kaŭzos iujn eblajn problemojn kaŭzitajn de tera divido. En ĉi tiu kazo, la aranĝo kaj dispartigo de komponantoj fariĝas la ŝlosilo por determini la avantaĝojn kaj malavantaĝojn de la dezajno. Se la aranĝo estas racia, la cifereca grunda fluo estos limigita al la cifereca parto de la cirkvito kaj ne malhelpos la analogan signalon. Tia drataro devas esti zorge inspektita kaj kontrolita por certigi, ke la drataraj reguloj estas 100% observitaj. Alie, nedeca vojigo de signallinio komplete detruos alie tre bonan cirkviton.

Konektante la analogan grundon kaj ciferecajn grundstiftojn de la A/D-transformilo kune, la plej multaj A/D-konvertilproduktantoj sugestus: Konekti la AGND kaj DGND-stiftojn al la sama malalta impedanca grundo tra la plej mallonga antaŭeco. (Noto: Ĉar la plej multaj A/D-konvertilaj blatoj ne kunligas la analogan grundon kaj ciferecan grundon kune, la analoga kaj cifereca grundo devas esti ligitaj tra eksteraj stiftoj.) Ajna ekstera impedanco ligita al DGND preterpasos parazitan kapacitancon. Pli da cifereca bruo estas kunligita al la analogaj cirkvitoj ene de la IC. Laŭ ĉi tiu rekomendo, vi devas konekti la pinglojn AGND kaj DGND de la A/D-konvertilo al la analoga grundo, sed ĉi tiu metodo kaŭzos problemojn kiel ĉu la grunda fina stacio de la cifereca signala malkunliga kondensilo devas esti konektita al la analoga grundo. aŭ la cifereca grundo.

Kiel atingi sekciodezajnon de mikssigna PCB

Se la sistemo havas nur unu A/D-konvertilon, la supraj problemoj povas esti facile solvitaj. Kiel montrite en Figuro 3, dividu la grundon, kaj konektu la analogan grundon kaj ciferecan grundon kune sub la A/D-konvertilo. Al la adopto de ĉi tiu metodo, necesas certigi, ke la larĝo de la konekta ponto inter la du grundoj estas la sama kiel la larĝo de la IC, kaj ajna signala linio ne povas transiri la dividan breĉon.

Se estas multaj A/D-konvertiloj en la sistemo, ekzemple, kiel konekti 10 A/D-konvertilojn? Se la analoga grundo kaj cifereca grundo estas kunligitaj sub ĉiu A/D-konvertilo, multi-punkta konekto estas generita, kaj la izoliteco inter la analoga grundo kaj la cifereca grundo estas sensenca. Se vi ne konektas tiamaniere, ĝi malobservas la postulojn de la fabrikanto.