Грузовой вагон ( )Ключевые принципы и методы проектирования разделов печатной платы со смешанными сигналами
2023/10/20 15:58:38
Вид：
Проектирование печатной платы со смешанными сигналами
Будущие тенденции показывают, что системы смешанных сигналов станут неотъемлемой частью системы, и их доля, как ожидается, увеличится с 33% в 2005 году до 66%. микронную КМОП-технологию, большую роль будут играть крупные цифровые микросхемы, а аналоговые схемы и схемы со смешанными сигналами постепенно станут внешними.
В настоящее время проектирование со смешанными сигналами и проектирование со смешанными технологиями часто путают.Однако в обоих терминах мы меньше полагаемся на аналоговую технологию и вместо этого полагаемся на цифровые схемы для выполнения аналоговых функций. играет более важную роль.
Проектирование печатной платы со смешанными сигналами требует от разработчика базового понимания аналоговых и цифровых схем, чтобы свести к минимуму возможность помех сигналов.Поскольку современные системы имеют компоненты как в цифровой, так и в аналоговой областях, их необходимо тщательно проектировать, чтобы обеспечить целостность сигнала. вся система.
Компоновка печатной платы является важной частью процесса разработки смешанных сигналов, но размещение компонентов - это только начало процесса.Необходимо учитывать и другие факторы, в том числе то, как управлять различными слоями платы и как эффективно уменьшать ошибки, вызванные паразитная емкость. Возможные помехи, поскольку эта проблема помех может возникать между разными слоями печатной платы.
Другим важным шагом является проектирование заземляющего провода.Хотя вопрос заземляющего провода всегда был спорным, разработать универсальный стандартный метод непросто.Высококачественная конструкция заземляющего провода может оказать существенное влияние на производительность высокопроизводительных печатные платы со смешанными сигналами. Общая компоновка имеет существенное значение, и ее нельзя игнорировать.
Методы проектирования разделов печатной платы со смешанными сигналами
Было предложено разделить цифровые и аналоговые земли на печатных платах со смешанными сигналами, чтобы обеспечить изоляцию между ними.Хотя этот метод эффективен в некоторых случаях, в сложных больших системах он может вызвать множество потенциальных проблем.Одна из наиболее важных проблем. заключается в том, чтобы избежать проводки через разделительную линию, потому что как только разделительная линия будет пересечена, электромагнитное излучение и проблемы перекрестных помех резко возрастут, что является одной из распространенных проблем при проектировании печатных плат, особенно когда сигнальные линии пересекают отдельные заземления или источники питания, электромагнитные помехи могут возникнуть проблемы.
Рассмотрим следующую ситуацию.Если мы примем вышеупомянутый метод сегментации и сигнальная линия охватывает промежуток между двумя землями, то возникает вопрос: где находится обратный путь тока сигнала?Обычно два разделенных заземления Это будет соединено где-то с одной точкой соединения. В этом случае ток заземления образует большую петлю. Когда высокочастотный ток протекает через эту большую петлю, он создает излучение и высокую индуктивность заземления. Если он течет через большую петлю, это аналоговый ток низкого уровня, поэтому на него могут легко повлиять помехи от внешних сигналов.Что еще больше беспокоит, так это то, что при соединении отдельных заземляющих проводов вместе в источнике питания будет создаваться огромная токовая петля.Кроме того, если аналоговое заземление и цифровая земля соединены между собой длинными проводами, также будет формироваться эффект дипольной антенны.
Чтобы глубже изучить влияние цифровых сигналов на аналоговые сигналы, нам сначала необходимо понять характеристики высокочастотных токов. Это означает, что обратный ток будет течь через близлежащие слои схемы, независимо от того, являются ли эти слои силовыми или заземляющими.
В практической работе обычно предпочитают использовать единый заземляющий провод и разделить печатную плату на аналоговую и цифровую части.Аналоговые сигналы разводятся в аналоговой области платы, а цифровые сигналы - в цифровой. В этом случае обратный ток цифрового сигнала не будет течь через заземляющий провод аналогового сигнала.
Только когда цифровые сигналы прокладываются по аналоговой части печатной платы или аналоговые сигналы прокладываются по цифровой части, возникает проблема помех цифрового сигнала аналоговому сигналу. Эта проблема не возникает, поскольку нет отдельного заземляющего провода. , настоящая причина Проблема заключается в неправильном подключении цифровых сигналов.
Ключевые моменты проектирования печатных плат со смешанными сигналами
1\Разделите печатную плату на независимые аналоговые и цифровые части.
2\Разумно расположите детали.
3\При размещении аналого-цифрового преобразователя требуется особое внимание.
4\Избегайте разделения заземляющих проводов и прокладывайте единые заземляющие провода по всей монтажной плате.
5\Цифровые сигналы могут маршрутизироваться только в цифровой части, аналоговые сигналы могут маршрутизироваться только в аналоговой части, и они независимы.
6\Убедитесь, что аналоговые и цифровые источники питания разделены.
7\Не прокладывайте проводку через зазор, разделяющий питание и землю.
8\Если проводка должна быть проведена через зазор, разделяющий заземление, сигнальная линия должна быть расположена на слое проводки, прилегающем к большой площади заземления, чтобы уменьшить индуктивность.
9\Анализ конкретного пути тока заземления.
10\Используйте соответствующие
Правила проводки.
11\Что касается размещения компонентов, создание плана помещения системы необходимо для обеспечения целостности конструкции системы и уменьшения потенциальных проблем, связанных с помехами сигнала с высоким уровнем шума.
12\Модуль питания должен быть изолирован от других цепей, но при этом должен находиться рядом с компонентами источника питания.
Устройства в сложных системах могут иметь несколько контактов питания. В этом случае вы можете рассмотреть возможность использования выделенных модулей питания для отдельного питания аналоговых и цифровых частей, чтобы уменьшить вероятность цифровых помех.
С другой стороны, проводка питания должна быть короткой и прямой, с использованием широких дорожек, чтобы уменьшить индуктивность и избежать ограничения тока.
Будущие тенденции показывают, что системы смешанных сигналов станут неотъемлемой частью системы, и их доля, как ожидается, увеличится с 33% в 2005 году до 66%. микронную КМОП-технологию, большую роль будут играть крупные цифровые микросхемы, а аналоговые схемы и схемы со смешанными сигналами постепенно станут внешними.
В настоящее время проектирование со смешанными сигналами и проектирование со смешанными технологиями часто путают.Однако в обоих терминах мы меньше полагаемся на аналоговую технологию и вместо этого полагаемся на цифровые схемы для выполнения аналоговых функций. играет более важную роль.
Проектирование печатной платы со смешанными сигналами требует от разработчика базового понимания аналоговых и цифровых схем, чтобы свести к минимуму возможность помех сигналов.Поскольку современные системы имеют компоненты как в цифровой, так и в аналоговой областях, их необходимо тщательно проектировать, чтобы обеспечить целостность сигнала. вся система.
Компоновка печатной платы является важной частью процесса разработки смешанных сигналов, но размещение компонентов - это только начало процесса.Необходимо учитывать и другие факторы, в том числе то, как управлять различными слоями платы и как эффективно уменьшать ошибки, вызванные паразитная емкость. Возможные помехи, поскольку эта проблема помех может возникать между разными слоями печатной платы.
Другим важным шагом является проектирование заземляющего провода.Хотя вопрос заземляющего провода всегда был спорным, разработать универсальный стандартный метод непросто.Высококачественная конструкция заземляющего провода может оказать существенное влияние на производительность высокопроизводительных печатные платы со смешанными сигналами. Общая компоновка имеет существенное значение, и ее нельзя игнорировать.
Методы проектирования разделов печатной платы со смешанными сигналами
Было предложено разделить цифровые и аналоговые земли на печатных платах со смешанными сигналами, чтобы обеспечить изоляцию между ними.Хотя этот метод эффективен в некоторых случаях, в сложных больших системах он может вызвать множество потенциальных проблем.Одна из наиболее важных проблем. заключается в том, чтобы избежать проводки через разделительную линию, потому что как только разделительная линия будет пересечена, электромагнитное излучение и проблемы перекрестных помех резко возрастут, что является одной из распространенных проблем при проектировании печатных плат, особенно когда сигнальные линии пересекают отдельные заземления или источники питания, электромагнитные помехи могут возникнуть проблемы.
Рассмотрим следующую ситуацию.Если мы примем вышеупомянутый метод сегментации и сигнальная линия охватывает промежуток между двумя землями, то возникает вопрос: где находится обратный путь тока сигнала?Обычно два разделенных заземления Это будет соединено где-то с одной точкой соединения. В этом случае ток заземления образует большую петлю. Когда высокочастотный ток протекает через эту большую петлю, он создает излучение и высокую индуктивность заземления. Если он течет через большую петлю, это аналоговый ток низкого уровня, поэтому на него могут легко повлиять помехи от внешних сигналов.Что еще больше беспокоит, так это то, что при соединении отдельных заземляющих проводов вместе в источнике питания будет создаваться огромная токовая петля.Кроме того, если аналоговое заземление и цифровая земля соединены между собой длинными проводами, также будет формироваться эффект дипольной антенны.
Чтобы глубже изучить влияние цифровых сигналов на аналоговые сигналы, нам сначала необходимо понять характеристики высокочастотных токов. Это означает, что обратный ток будет течь через близлежащие слои схемы, независимо от того, являются ли эти слои силовыми или заземляющими.
В практической работе обычно предпочитают использовать единый заземляющий провод и разделить печатную плату на аналоговую и цифровую части.Аналоговые сигналы разводятся в аналоговой области платы, а цифровые сигналы - в цифровой. В этом случае обратный ток цифрового сигнала не будет течь через заземляющий провод аналогового сигнала.
Только когда цифровые сигналы прокладываются по аналоговой части печатной платы или аналоговые сигналы прокладываются по цифровой части, возникает проблема помех цифрового сигнала аналоговому сигналу. Эта проблема не возникает, поскольку нет отдельного заземляющего провода. , настоящая причина Проблема заключается в неправильном подключении цифровых сигналов.
Ключевые моменты проектирования печатных плат со смешанными сигналами
1\Разделите печатную плату на независимые аналоговые и цифровые части.
2\Разумно расположите детали.
3\При размещении аналого-цифрового преобразователя требуется особое внимание.
4\Избегайте разделения заземляющих проводов и прокладывайте единые заземляющие провода по всей монтажной плате.
5\Цифровые сигналы могут маршрутизироваться только в цифровой части, аналоговые сигналы могут маршрутизироваться только в аналоговой части, и они независимы.
6\Убедитесь, что аналоговые и цифровые источники питания разделены.
7\Не прокладывайте проводку через зазор, разделяющий питание и землю.
8\Если проводка должна быть проведена через зазор, разделяющий заземление, сигнальная линия должна быть расположена на слое проводки, прилегающем к большой площади заземления, чтобы уменьшить индуктивность.
9\Анализ конкретного пути тока заземления.
10\Используйте соответствующие
Правила проводки.
11\Что касается размещения компонентов, создание плана помещения системы необходимо для обеспечения целостности конструкции системы и уменьшения потенциальных проблем, связанных с помехами сигнала с высоким уровнем шума.
12\Модуль питания должен быть изолирован от других цепей, но при этом должен находиться рядом с компонентами источника питания.
Устройства в сложных системах могут иметь несколько контактов питания. В этом случае вы можете рассмотреть возможность использования выделенных модулей питания для отдельного питания аналоговых и цифровых частей, чтобы уменьшить вероятность цифровых помех.
С другой стороны, проводка питания должна быть короткой и прямой, с использованием широких дорожек, чтобы уменьшить индуктивность и избежать ограничения тока.
