PCB的A/D分區(qū)和分地的設(shè)計(jì)
在將A/D轉(zhuǎn)換器的模擬地和數(shù)字地管腳連接在一起時(shí),大多數(shù)的A/D轉(zhuǎn)換器廠商會(huì)建議將模擬地和數(shù)字地管腳通過最短的引線連接到同一個(gè)低阻抗的地上,因?yàn)榇蠖鄶?shù)A/D轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)部沒有將模擬地和數(shù)字地連接在一起,必須通過外部管腳實(shí)現(xiàn)模擬地和數(shù)字地的連接,任何與數(shù)字地連接的外部阻抗都會(huì)通過寄生電容將更多的數(shù)字噪聲耦合到IC內(nèi)部的模擬電路上。按照這個(gè)建議,需要把A/D轉(zhuǎn)換器的模擬地(AGND)和數(shù)字地(DGND)管腳都連接到模擬地上。
如果系統(tǒng)僅有一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器,上面的問題就很容易解決。將地分割開,在A/D轉(zhuǎn)換器下面把模擬地和數(shù)字地部分連接在一起。
如果系統(tǒng)中A7D轉(zhuǎn)換器較多肘,如果在每一個(gè)A7D轉(zhuǎn)換器的下面都將模擬地和數(shù)字地連接在一起,則會(huì)產(chǎn)生多點(diǎn)相連,模擬地和數(shù)字地之間的隔離就毫無意義,但如果不這樣連接,就違反了廠商的要求。因此最好的辦法是開始時(shí)就用統(tǒng)一地,將統(tǒng)一地分為模擬部分和數(shù)字部分。這樣的布局布線既滿足了IC器件廠商對(duì)模擬地和數(shù)字地管腳低阻抗連接的要求,同時(shí)又不會(huì)形成環(huán)路天線或偶極天線。
分地的設(shè)計(jì) 有人建議將混合信號(hào)電路板上的數(shù)字地和模擬地分割開,這樣能實(shí)現(xiàn)數(shù)字地和模擬地之間的隔離。盡管這種方法可行,但也存在很多潛在的問題,尤其在復(fù)雜的大型系統(tǒng)中。最關(guān)鍵的問題是不能跨越分割間隙布線,一旦跨越了分割間隙布線,電磁輻射和信號(hào)串?dāng)_都會(huì)急劇增加。在PCB設(shè)計(jì)中最常見的問題就是信號(hào)線跨越分割地或電源而產(chǎn)生EMI問題。混合信號(hào)PCB設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程,要注意以下幾點(diǎn):
1)將PCB分區(qū)為獨(dú)立的模擬部分和數(shù)字部分。
2)A/D轉(zhuǎn)換器分區(qū)放置。
3)不要對(duì)地進(jìn)行分割。在電路板的模擬部分和數(shù)字部分下面敷設(shè)統(tǒng)一地。
4)在PCB電路板的所有層中,數(shù)字信號(hào)只能在電路板的數(shù)字部分布線。
5)在PCB電路板的所有層中,模擬信號(hào)只能在電路板的模擬部分布線。
6)實(shí)現(xiàn)模擬和數(shù)字電源分割。
7)布線不能跨越分割電源面之間的間隙。
8)必須跨越分割電源之間間隙的信號(hào)線要位于緊鄰大面積地的布線層上。
9)分析返回地電流實(shí)際流過的路徑和方式。
10)采用正確的布線規(guī)則。
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