PCB dezajno de miksita signalcirkvito 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 elektroprovizo prezentita en ĉi tiu papero povas optimumigi la agadon de mikssignalaj cirkvitoj.

Kiel redukti la interferon inter ciferecaj kaj analogaj signaloj? Du bazaj principoj de elektromagneta kongrueco (EMC) devas esti komprenitaj antaŭ dezajno: la unua principo estas minimumigi la areon de la nuna buklo; La dua principo estas ke la sistemo uzas nur unu referencaviadilon. Male, se la sistemo havas du referencaviadilojn, eblas formi dipolantenon (notu: la radiado de malgranda dipolanteno estas proporcia al la longo de la linio, la kvanto de kurento fluanta, kaj la frekvenco). Se la signalo ne revenas tra la plej malgranda ebla buklo, granda cirkla anteno povas esti formita. Evitu ambaŭ en via dezajno kiel eble plej multe.

Estis sugestite apartigi la ciferecan grundon kaj la analogan grundon sur la mikssigna cirkvitotabulo por atingi izolitecon inter la cifereca grundo kaj la analoga grundo. Kvankam ĉi tiu aliro estas farebla, ĝi havas multajn eblajn problemojn, precipe en grandaj kaj kompleksaj sistemoj. La plej kritika problemo estas ne transiri la sekcion breĉo drataro, unufoje transiris la sekcion breĉo drataro, elektromagneta radiado kaj signalo interkruciĝo pliiĝos draste. La plej ofta problemo en PCB-dezajno estas EMI-problemo kaŭzita de signallinio krucanta la grundon aŭ elektroprovizon.

Kiel montrite en Figuro 1, ni uzas la supran segmentigmetodon, kaj la signallinio ampleksas la interspacon inter la du grundoj, kio estas la revenvojo de la signalfluo? Supozu, ke la du dividitaj teroj estas ligitaj ĉe iu punkto (kutime ununura punkto ĉe unu punkto), en kiu kazo la tera fluo formos grandan buklon. La altfrekvenca fluo fluanta tra la granda buklo generos radiadon kaj altan teran induktancon. Se la malaltnivela analoga kurento fluanta tra la granda buklo estas facile interrompebla per eksteraj signaloj. La plej malbona afero estas ke kiam la sekcioj estas kunligitaj ĉe la energifonto, tre granda kurenta buklo estas formita. Krome, analoga kaj cifereca grundo ligita per longa drato formas dipolantenon.

Kompreni la vojon kaj reĝimon de nuna retrofluo al grundo estas la ŝlosilo por optimumigi mikssignalan cirkvitotablon. Multaj dezajninĝenieroj nur pripensas kie la signala fluo fluas, ignorante la specifan padon de la fluo. Se la grunda tavolo devas esti dividita kaj devas esti sendita tra la interspaco inter la sekcioj, ununura punkta ligo povas esti farita inter la dividita grundo por formi ligponton inter la du grundavoloj kaj tiam sendita tra la ligponto. Laŭ tiu maniero, kontinua reflua pado povas esti disponigita sub ĉiu signallinio, rezultigante malgrandan buklareon.

Optikaj izolaj aparatoj aŭ transformiloj ankaŭ povas esti uzitaj por realigi la signalon transirante la segmentiginterspacon. Por la unua, estas la optika signalo kiu ampleksas la segmentiginterspacon. En la kazo de transformilo, ĝi estas la magneta kampo kiu ampleksas la sekcion. Ankaŭ diferencaj signaloj estas eblaj: signaloj enfluas de unu linio kaj revenas de la alia, en kiu kazo ili estas uzataj kiel refluaj vojoj nenecese.

Por esplori la interferon de cifereca signalo al analoga signalo, ni unue devas kompreni la karakterizaĵojn de altfrekvenca fluo. Altfrekvenca kurento ĉiam elektas la vojon kun la plej malsupra impedanco (induktanco) rekte sub la signalo, tiel ke la revenfluo fluos tra la apuda cirkvittavolo, sendepende de ĉu la apuda tavolo estas la elektroprovizotavolo aŭ la grunda tavolo.

En praktiko, estas ĝenerale preferite uzi unuforman PCB-sekcion en analogajn kaj ciferecajn partojn. Analogaj signaloj estas senditaj en la analoga regiono de ĉiuj tavoloj de la tabulo, dum ciferecaj signaloj estas senditaj en la cifereca cirkvitoregiono. En ĉi tiu kazo, la cifereca signala revena kurento ne fluas en la grundon de la analoga signalo.

Interfero de ciferecaj signaloj ĝis analogaj signaloj okazas nur kiam la ciferecaj signaloj estas senditaj aŭ analogaj signaloj estas senditaj super la ciferecaj partoj de la cirkvito. Ĉi tiu problemo ne estas pro la manko de segmentado, la vera kialo estas la nedeca cableado de ciferecaj signaloj.

PCB-dezajno uzas unuigitan, tra la cifereca cirkvito kaj analoga cirkvito vando kaj taŭga signalo cableado, kutime povas solvi iujn el la pli malfacila aranĝo kaj cableado problemoj, sed ankaŭ ne havas iun ebla problemo kaŭzita de tero segmentado. En ĉi tiu kazo, la aranĝo kaj dispartigo de komponantoj fariĝas kritika por determini la kvaliton de la dezajno. Se konvene aranĝita, la cifereca grunda fluo estos limigita al la cifereca parto de la tabulo kaj ne malhelpos la analogan signalon. Tia drataro devas esti zorge kontrolita kaj kontrolita por certigi 100% konformecon al kablaj reguloj. Alie, netaŭga signallinio tute detruos tre bonan cirkviton.

Konektante analogajn kaj ciferecajn grundstiftojn de A/D-konvertiloj kune, la plej multaj A/D-konvertilproduktantoj rekomendas ligi la AGND kaj DGND-stiftojn al la sama malalt-impedanca grundo uzante la plej mallongajn kondukojn (Noto: Ĉar la plej multaj A/D-konvertilfritoj ne ligas analogan kaj ciferecan grundon kune interne, la analoga kaj cifereca grundo devas esti konektita per eksteraj stiftoj), ĉiu ekstera impedanco ligita al DGND kunligos pli da cifereca bruo al la analoga cirkvito ene de la IC per parazita. kapacitanco. Sekvante ĉi tiun rekomendon, kaj la A/D-konvertilo AGND kaj DGND-stiftoj devas esti konektitaj al la analoga grundo, sed ĉi tiu aliro levas demandojn kiel ekzemple ĉu la grunda fino de la cifereca signala malkunliga kondensilo devus esti konektita al la analoga aŭ cifereca grundo.

Se la sistemo havas nur unu A/D-konvertilon, la supra problemo povas esti facile solvita. Kiel montrite en Figuro 3, la grundo estas dividita kaj la analogaj kaj ciferecaj grundaj sekcioj estas kunligitaj sub la A/D-transformilo. Kiam ĉi tiu metodo estas adoptita, necesas certigi, ke la ponta larĝo inter la du ejoj estas egala al la IC-larĝo, kaj ke neniu signallinio povas transiri la sekcion.

Se la sistemo havas multajn A/D-konvertilojn, ekzemple, 10 A/D-konvertiloj kiel konekti? Se analoga kaj cifereca grundo estas konektita sub ĉiu A/D-konvertilo, plurpunkta konekto rezultos, kaj la izolado inter analoga kaj cifereca grundo estos sensignifa. Se vi ne faras, vi malobservas la postulojn de la fabrikanto.

La plej bona maniero estas komenci per uniformo. Kiel montrite en Figuro 4, la grundo estas unuforme dividita en analogajn kaj ciferecajn partojn. Ĉi tiu aranĝo ne nur plenumas la postulojn de IC-aparataj fabrikantoj por malalta impedanca konekto de analogaj kaj ciferecaj teraj pingloj, sed ankaŭ evitas EMC-problemojn kaŭzitajn de buklo-anteno aŭ dipolanteno.

Se vi havas dubojn pri la unuigita aliro de miksita signala PCB-dezajno, vi povas uzi la metodon de grundtavola sekcio por aranĝi kaj direkti la tutan cirkviton. En la dezajno, oni devas atenti por igi la cirkviton facile konektiĝi kune per saltiloj aŭ 0-ohmaj rezistiloj disigitaj malpli ol 1/2 colo en la posta eksperimento. Atentu zonigon kaj kablon por certigi, ke neniuj ciferecaj signallinioj estas super la analoga sekcio sur ĉiuj tavoloj kaj ke neniuj analogaj signallinioj estas super la cifereca sekcio. Plie, neniu signallinio devus transiri la grundan interspacon aŭ dividi la interspacon inter la energifontoj. Por testi la funkcion kaj EMC-agadon de la estraro, retestu la funkcion kaj EMC-agadon de la estraro kunligante la du etaĝojn kune per 0 ohma rezistilo aŭ saltilo. Komparante la testrezultojn, oni trovis, ke en preskaŭ ĉiuj kazoj, la unuigita solvo estis supera laŭ funkcieco kaj EMC-agado kompare kun la dividita solvo.

Ĉu la metodo de dividado de la tero ankoraŭ funkcias?

Ĉi tiu aliro povas esti uzata en tri situacioj: iuj medicinaj aparatoj postulas tre malaltan elfluan fluon inter cirkvitoj kaj sistemoj konektitaj al la paciento; La eligo de iu industria proceza kontrola ekipaĵo povas esti konektita al brua kaj alt-potenca elektromekanika ekipaĵo; Alia kazo estas kiam la ARRANĜO de la PCB estas submetata al specifaj restriktoj.

Estas kutime apartaj ciferecaj kaj analogaj elektroprovizoj sur mikssigna PCB-tabulo, kiu povas kaj devus havi disigitan elektroprovizon. Tamen, la signallinioj najbaraj al la elektroprovizotavolo ne povas transiri la interspacon inter la elektroprovizoj, kaj ĉiuj signallinioj kiuj transiras la interspacon devas situi sur la cirkvitotavolo najbara al la granda areo. En kelkaj kazoj, la analoga nutrado povas esti desegnita kun PCB-konektoj prefere ol unu vizaĝo por eviti potencovizaĝan disigon.

Sekcia dezajno de miksita signala PCB

Mikssigna signala PCB-dezajno estas kompleksa procezo, la dezajna procezo devas atenti la jenajn punktojn:

1. Dividu la PCB en apartajn analogajn kaj ciferecajn partojn.

2. Taŭga kompona aranĝo.

3. A/D konvertilo estas metita trans vandoj.

4. Ne dividu la teron. La analoga parto kaj la cifereca parto de la cirkvito estas metita unuforme.

5. En ĉiuj tavoloj de la tabulo, la cifereca signalo povas esti direktita nur en la cifereca parto de la tabulo.

6. En ĉiuj tavoloj de la tabulo, analogaj signaloj povas esti direktitaj nur en la analoga parto de la tabulo.

7. Analoga kaj cifereca pova apartigo.

8. Drataro ne devus etendi la interspacon inter la disigitaj elektroprovizosurfacoj.

9. La signalaj linioj, kiuj devas etendi la interspacon inter la dividitaj elektroprovizoj, devas esti lokitaj sur la karata tavolo najbara al granda areo.

10. Analizu la efektivan vojon kaj reĝimon de tera kurento.

11. Uzu ĝustajn kablajn regulojn.