PCB ûntwerp fan mingd sinjaal circuit is hiel yngewikkeld. De yndieling en bedrading fan komponinten en de ferwurking fan stroomfoarsjenning en grûndraad sille direkt ynfloed hawwe op ‘e circuitprestaasjes en prestaasjes fan elektromagnetyske kompatibiliteit. It partition-ûntwerp fan grûn en stroomfoarsjenning yntrodusearre yn dit papier kin de prestaasjes fan mingd-sinjaal circuits optimalisearje.

Hoe kinne jo de ynterferinsje tusken digitale en analoge sinjalen ferminderje? Twa basisprinsipes fan elektromagnetyske kompatibiliteit (EMC) moatte wurde begrepen foardat ûntwerp: it earste prinsipe is it minimalisearjen fan it gebiet fan ‘e hjoeddeistige lus; It twadde prinsipe is dat it systeem mar ien referinsjeflak brûkt. Krektoarsom, as it systeem hat twa referinsje fleantugen, is it mooglik om te foarmjen in dipole antenne (note: de útstrieling fan in lytse dipole antenne is evenredich mei de lingte fan de line, it bedrach fan streaming stroom, en de frekwinsje). As it sinjaal net weromkomt troch de lytste mooglike lus, kin in grutte sirkelfoarmige antenne wurde foarme. Mije beide yn jo ûntwerp safolle mooglik.

It is suggerearre om de digitale grûn en de analoge grûn te skieden op it mingd-sinjaal circuit board om isolaasje te berikken tusken de digitale grûn en de analoge grûn. Hoewol dizze oanpak mooglik is, hat it in protte potinsjele problemen, benammen yn grutte en komplekse systemen. De meast krityske probleem is net oerstekke de partition gat wiring, ien kear oerstutsen de partition gat wiring, elektromagnetyske strieling en sinjaal crosstalk sil tanimme dramatysk. De meast foarkommende probleem yn PCB design is EMI probleem feroarsake troch sinjaal line oerstekke de grûn of macht oanbod.

Lykas werjûn yn figuer 1, wy brûke de boppesteande segmentation metoade, en it sinjaal line spant it gat tusken de twa grûn, wat is it werom paad fan it sinjaal stroom? Stel dat de twa ferdielde lannen op in stuit ferbûn binne (meastal ien punt op ien punt), yn dat gefal sil de ierdstream in grutte lus foarmje. De hege frekwinsje streaming troch de grutte lus sil generearje strieling en hege grûn inductance. As de lege nivo analoge stroom streamt troch de grutte lus is maklik te wurde bemuoid troch eksterne sinjalen. It slimste is dat as de seksjes mei-inoar ferbûn binne by de krêftboarne, in heul grutte stroomlus wurdt foarme. Derneist, analoge en digitale grûn ferbûn troch in lange tried foarmje in dipole antenne.

It paad en de modus fan hjoeddeistige weromstream nei grûn begripe is de kaai foar it optimalisearjen fan mingd-sinjaal circuit board-ûntwerp. In protte ûntwerpingenieurs beskôgje allinich wêr’t de sinjaalstream streamt, negearje it spesifike paad fan ‘e stroom. As de grûnlaach skieden wurde moat en troch it gat tusken de skiedings lutsen wurde moat, kin in ienpuntsferbining makke wurde tusken de skiedingsgrûn om in ferbiningsbrêge te foarmjen tusken de twa grûnlagen en dan troch de ferbiningsbrêge lein. Op dizze manier kin in streekrjochte weromstreampaad wurde foarsjoen ûnder elke sinjaalline, wat resulteart yn in lyts lusgebiet.

Optyske isolaasjeapparaten as transformators kinne ek wurde brûkt om it sinjaal te realisearjen dat de segmentaasjegap krúst. Foar de eardere is it it optyske sinjaal dat de segmintaasjegat oerspant. Yn it gefal fan in transformator is it it magnetyske fjild dat de partition gap oerspant. Differinsjaal sinjalen binne ek mooglik: sinjalen streame yn fan de iene line en komme werom fan de oare, yn dat gefal wurde se ûnnedich brûkt as weromstreampaden.

Om de ynterferinsje fan digitaal sinjaal nei analoog sinjaal te ferkennen, moatte wy earst de skaaimerken fan hege frekwinsjestroom begripe. Heechfrekwinsjestrom kiest altyd it paad mei de leechste impedânsje (induktânsje) direkt ûnder it sinjaal, sadat de weromstream troch de neistlizzende circuitlaach sil streame, nettsjinsteande oft de oanswettende laach de laach fan ‘e stroomfoarsjenning of de grûnlaach is.

Yn ‘e praktyk is it algemien de foarkar om in unifoarme PCB-dieling te brûken yn analoge en digitale dielen. Analoge sinjalen wurde omlaat yn ‘e analoge regio fan alle lagen fan it bestjoer, wylst digitale sinjalen wurde trochstjoerd yn’ e digitale circuitregio. Yn dit gefal streamt de digitale sinjaal weromstream net yn ‘e grûn fan it analoge sinjaal.

Ynterferinsje fan digitale sinjalen nei analoge sinjalen komt allinnich foar as de digitale sinjalen wurde stjoerd oer of analoge sinjalen wurde stjoerd oer de digitale dielen fan it circuit board. Dit probleem komt net troch it gebrek oan segmintaasje, de echte reden is de ferkearde bedrading fan digitale sinjalen.

PCB-ûntwerp brûkt ferienige, troch de digitale sirkwy en analoge circuit partition en passende sinjaal wiring, meastal kin oplosse guon fan ‘e dreger yndieling en wiring problemen, mar ek net hawwe wat potinsjele problemen feroarsake troch grûn segmentation. Yn dit gefal wurdt de yndieling en ferdieling fan komponinten kritysk by it bepalen fan de kwaliteit fan it ûntwerp. As goed oanlein, de digitale grûn hjoeddeistige wurdt beheind ta de digitale diel fan it bestjoer en sil net bemuoie mei de analoge sinjaal. Sokke bedrading moat soarchfâldich kontrolearre en kontrolearre wurde om te garandearjen 100% neilibjen fan wiring regels. Oars, in ferkearde sinjaal line sil hielendal ferneatigje in hiel goede circuit board.

By it ferbinen fan analoge en digitale grûnpinnen fan A/D-omrekkeners mei-inoar, advisearje de measte A/D-konverterfabrikanten de AGND- en DGND-pinnen te ferbinen mei deselde lege-impedânsjegrûn mei de koartste liedingen (Opmerking: Om’t de measte A/D-konverter-chips yntern gjin analoge en digitale grûn mei-inoar ferbine, moatte de analoge en digitale grûn wurde ferbûn fia eksterne pinnen), sil elke eksterne impedânsje ferbûn mei DGND mear digitale lûd koppele oan it analoge circuit binnen de IC fia parasitêr capacitance. Nei dizze oanbefelling moatte sawol de A / D-konverter AGND- as DGND-pins wurde ferbûn oan ‘e analoge grûn, mar dizze oanpak ropt fragen op lykas oft it grûnein fan’ e digitale sinjaal-ûntkoppelkondensator moat wurde ferbûn mei de analoge of digitale grûn.

As it systeem mar ien A / D converter hat, kin it boppesteande probleem maklik oplost wurde. Lykas werjûn yn figuer 3, is de grûn splitst en de analoge en digitale grûnseksjes binne mei-inoar ferbûn ûnder de A / D-konverter. Wannear’t dizze metoade wurdt oannommen, is it nedich om te soargjen dat de brêge breedte tusken de twa siden is gelyk oan de IC breedte, en dat gjin sinjaal line kin oerstekke de partition gat.

As it systeem hat in protte A / D converters, bygelyks, 10 A / D converters hoe te ferbinen? As analoge en digitale grûn binne ferbûn ûnder elke A / D converter, In multipoint ferbining sil resultearje, en de isolemint tusken analoge en digitale grûn sil wêze sinleas. As jo ​​dat net dogge, skeine jo de easken fan ‘e fabrikant.

De bêste manier is om te begjinnen mei in unifoarm. Lykas werjûn yn figuer 4, is de grûn unifoarm ferdield yn analoge en digitale dielen. Dizze yndieling foldocht net allinich oan ‘e easken fan fabrikanten fan IC-apparaten foar ferbining mei lege impedânsje fan analoge en digitale grûnpinnen, mar foarkomt ek EMC-problemen feroarsake troch lusantenne of dipolantenne.

As jo ​​twifels hawwe oer de ienige oanpak fan mingd-sinjaal PCB-ûntwerp, kinne jo de metoade fan grûnlaach-partition brûke om it heule circuitboard út te lizzen en te rûte. Yn it ûntwerp moat oandacht wurde betelle om it circuit board maklik te ferbinen mei jumpers of 0 ohm wjerstannen dy’t minder dan 1/2 inch útinoar binne yn it lettere eksperimint. Soarch omtinken foar bestimmingsplan en bedrading om te soargjen dat gjin digitale sinjaallinen boppe de analoge seksje binne op alle lagen en dat gjin analoge sinjaallinen boppe de digitale seksje binne. Boppedat, gjin sinjaal line moat oerstekke de grûn gat of ferdiele it gat tusken de macht boarnen. Om de funksje en de EMC-prestaasjes fan it bestjoer te testen, test de funksje fan it bestjoer en de EMC-prestaasjes opnij troch de twa ferdjippings tegearre te ferbinen fia in 0 ohm wjerstân of jumper. Fergelykjen fan de testresultaten, waard fûn dat yn hast alle gefallen de unifoarme oplossing superieur wie yn termen fan funksjonaliteit en EMC-prestaasjes yn ferliking mei de split-oplossing.

Wurket de metoade fan it ferdielen fan it lân noch?

Dizze oanpak kin brûkt wurde yn trije situaasjes: guon medyske apparaten fereaskje tige lege lekstrom tusken circuits en systemen ferbûn mei de pasjint; De útfier fan guon yndustriële proses kontrôle apparatuer kin wurde ferbûn oan lawaaierige en hege-power elektromechanyske apparatuer; In oar gefal is as de LAYOUT fan ‘e PCB ûnderwurpen is oan spesifike beheiningen.

Der binne meastentiids aparte digitale en analoge macht foarrieden op in mingd-sinjaal PCB board dat kin en moat hawwe in split macht oanbod gesicht. Lykwols, it sinjaal linen neist de macht oanbod laach kin net oerstekke it gat tusken de macht foarrieden, en al it sinjaal linen dy’t krúst it gat, moatte wurde pleatst op it circuit laach neist it grutte gebiet. Yn guon gefallen kin de analoge stroomfoarsjenning wurde ûntwurpen mei PCB-ferbiningen yn stee fan ien gesicht om splitsing fan krêftgesichten te foarkommen.

Partition design fan mingd sinjaal PCB

Mixed-sinjaal PCB-ûntwerp is in kompleks proses, it ûntwerpproses moat omtinken jaan oan de folgjende punten:

1. Diel de PCB yn aparte analoge en digitale dielen.

2. Proper komponint yndieling.

3. A / D converter wurdt pleatst oer partysjes.

4. Diel de grûn net. It analoge diel en it digitale diel fan it circuit board wurde unifoarm lein.

5. Yn alle lagen fan it boerd kin it digitale sinjaal allinnich yn it digitale diel fan it boerd trochstjoerd wurde.

6. Yn alle lagen fan it boerd kin analoge sinjalen allinnich wurde trochstjoerd yn de analoge diel fan it boerd.

7. Analog en digitale macht skieding.

8. Wiring moat net span it gat tusken de split macht oanbod oerflakken.

9. De sinjaal rigels dy’t moatte span it gat tusken de split macht foarrieden moatte wurde pleatst op de wiring laach neist in grut gebiet.

10. Analysearje de eigentlike paad en modus fan ierdstromstrom.

11. Brûk korrekt wiring regels.