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        合理的PCB接地設計可以降低混合信號系統中的E

        當我住在費城時,我曾經開車上班一小時。那些做過長途通勤的人知道即使是5分鐘的延誤也會引發道路風暴。幸運的是,由于William Penn的精心設計,費城的城市規劃特別有效。如果不是他在交通效率方面的努力,我會花更多的時間做手勢而不是轉向。有時設計混合信號PCB可能會感覺像城市道路規劃。如果沒有事先考慮它會導致PCB“道路狂暴”,并且發出與我的汽車喇叭一樣多的電氣“噪音”。保持電路板接地將使您開始使用電磁干擾(EMI)和無憤怒的PCB。以下是保持電路板平穩且良好接地的一些建議。

        合理的PCB接地設計可以降低混合信號系統中的EMI


        痕跡和倒水甚至看起來像道路。

        混合信號接地的最佳實踐

        您知道接地解決方案通常需要專門為混合信號PCB量身定制,但是,有幾種“最佳實踐”可以幫助您解決問題。

        在設計時,請記住選擇最佳接地系統;總線,總線或平面。

        總線:對于大多數混合信號系統的PCB而言,總線不是一個好的解決方案??偩€導線的阻抗在系統頻率下會非常大,這會導致大的電壓降。

        接地層:通常,PCB接地的最佳解決方案是全接地層。接地層幾何結構可確保盡可能低的阻抗,并且通常提供最直接的電流返回路徑。此外,完整的接地層將比接地網更多地屏蔽PCB。與電網一樣,在將集成電路(IC)連接到PCB接地層時必須小心,以確保返回電流路徑不會交叉。通常情況下,解決方案“更好”,成本越高。如果你像貴格會一樣節儉,計算與使用總線或接地網相關的阻抗可能是值得的。

        合理的PCB接地設計可以降低混合信號系統中的EMI


        真正的接地是不像原理圖那么容易。

        一些混合信號設計可能會使用兩個獨立的接地層,試圖將模擬和數字電路分開以降低EMI 。但是,具有兩個完全獨立的接地平面將意味著某些參考可能不同。這可能會給您帶來錯誤。在具有一個數據轉換器的電路中,可以使用鐵氧體磁珠和肖特基二極管連接單獨的接地層。但是,對于更一般的系統,可以合并兩個接地平面,或者可以使用一個PCB接地平面。只要交流/直流電流返回路徑不相互交叉,就會導致“串擾”(就像有人把我切斷時“串擾”一樣)。我建議使用一個堅固的地平面,最好是精心規劃的電流返回路徑。如果無法使用實心平面,請在平面中切出間隙,以分離AC/DC分量及其當前返回路徑。具有間隙的接地平面仍然是連續的并且將是良好的參考,但是將向電路引入少量噪聲。如果你切割間隙,不要在它們上方留下痕跡,因為間隙可以像天線一樣。無論使用何種方法,請盡量縮短當前返回路徑。這將有助于降低電流回路可以輻射的EMI。

        如果PCB設計中有任何旁路或去耦電容,將它們直接連接到地平面將有助于降低EMI??焖俳拥剡@些電容可確保返回電流完成環路的路徑非常短。如果電容器與地的連接路徑太長,您的返回電流可能會走捷徑并最終落到它們不應該的位置。

        合理的PCB接地設計可以降低混合信號系統中的EMI


        兩個城市和IC都需要良好的基礎

        混合信號IC的實用技巧

        如您所知,混合信號系統存在復雜性,但混合信號IC可能會引入更多復雜情況。這些的不同組合需要不同的解決方案,以下是處理混合信號IC時的一些提示。

        帶有單個混合信號IC的PCB

        如果你'在您熟悉星形場之前,我們設計了音頻電路。在設計僅具有一個混合信號IC的PCB時,星形接地可能是一個很好的解決方案。星形地面使用單個點作為參考而不是整個平面層。對于轉換器和其他一些混合信號芯片,制造商通常建議將AGND和DGND引腳連接在芯片外部,這種連接可以作為您的星形接地。如果您使用兩個單獨的接地層和一個混合信號IC,您還可以在該點將兩個機箱接地層連接在一起。星形接地的一個復雜因素是與星形接地的連接需要盡可能接近相同的長度。如果這種配置對您的電路不實用,最好使用另一種接地類型。

        帶有多個混合信號IC的PCB

        如果你的印刷電路電路板使用多個混合信號IC,星形接地不實用。這是因為您需要在每個IC外殼的外部將每個IC的AGND和DGND連接在一起,所有這些都在完全相同的位置。威廉·佩恩甚至沒有計劃那個交叉點。如果您正在構建一個其上有多個混合信號IC的PCB,我建議使用帶有間隙的接地層來分離返回電流,或者沒有間隙和非常仔細檢查的返回電流路徑。

        混合 - 信號系統接地需要仔細的布局規劃,因為需要檢查返回路徑以減少EMI和“串擾”。如果一切看起來相同,則布局規劃非常困難。我建議您使用PCB設計軟件對組件和網絡進行顏色編碼,以便在使用混合信號IC時可以直觀地分離交流和直流系統或引腳。 CircuitStudio?有文檔顯示如何更改印刷電路板上的顏色。

        有時擁擠的高速公路和道路風暴是不可避免的,但擁擠的PCB則不然。良好的接地布局可以降低電路板上的EMI,讓您免受憤怒。

        有更多關于接地設計的問題嗎?和Altium的專家交談。

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