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作者：Machinnneee 當今的社會對電子工程師的要求越來越高，不但會設計數(shù)字電路，還要有能力搞定模擬電路和pcb layout等。現(xiàn)在我來說下在這種既含有數(shù)字電路和模擬電路的板子中的pcb layout必須注意的事項。 在這種具有A D電路的板子中，一般分為兩種情況： a、數(shù)字電路和低頻模擬電路(通常是聲音設計電路和射頻電路) b、數(shù)字電路和模擬電路中的高功率馬達電路和繼電器電路。 在這種電路設計中需要注意三個基本原則： 1、合適使用數(shù)字地和模擬地的分割; 2、電流經(jīng)過最小回路回到電源; 3、擁有一個參考地平面。 如果沒有注意數(shù)字地和模擬的分割情況，直接分割成兩部分，會引起多種始料未及的情況，甚至會產(chǎn)生分割后出現(xiàn)的噪聲更大，所以在使用地平面分割的時候，需要認真的考慮。如果電路中反回的電流回路過大，在高頻電路中會產(chǎn)生高的接地電感，同時也會使模擬電路收到更大的干擾。還有一種情況是兩個地平面不在一個參考平面上，當出現(xiàn)這種情況時，有射頻微波知識可以知道，這樣容易構(gòu)建成雙極子天線。 
雙極子天線模型 相信大家對于數(shù)字地和和模擬地的處理都有相應的見解，比如單點接地，多點接地，星型接地，浮地等等。對于模擬地和數(shù)字地的連接常用電感、磁珠和0歐電阻等等方法。 首先,大家常用的是數(shù)模電分開。但是不能簡單的進行分開就萬事大吉了，在模擬地和數(shù)字地分割的情況下還需要注意的事項。
模擬地數(shù)字地的連線情況一 如果在這種情況下，做pcb layout時沒有注意相互間的連線，電流的流經(jīng)回路會被擴大，在高頻電路中，大的電流回路會產(chǎn)生高接地電感，這樣會對模擬電路產(chǎn)生很大的影響和干擾。這時，我們常采用單點接地、差分線或者星型接地來減少回路，如果模擬電路和數(shù)字電路之間的走線相當重要，這就需要一個“橋”的概念，通過該橋和差分線，減少干擾。如下圖所示：
模擬地數(shù)字地的連線情況二 當采用模擬地和數(shù)字地分開lay out時，必須注意模擬信號必須安排在板的模擬部分，而數(shù)字信號必須安排在板的數(shù)字部分，并且所有層上都有這兩個部分。在這種情況下，數(shù)字返回電流不會存在于接地層的模擬部分了。 采用分區(qū)方法不可避免的一個問題是模擬信號走線不得不過過板子的數(shù)字部分(反之亦然)，在這種情況下，分區(qū)處理時則難以有效，因此，對于所有PCB布局而言，重點是使用一個單個接地層，把它劃分為模擬和數(shù)字部分，然后運用信號安排原則。 隨著大型集成電路技術(shù)的成熟，大量的集成IC芯片涌入我們的電子設計生涯中，我們在做pcb lay out時，會碰到這種情形：一個IC芯片有模擬端和數(shù)字端的情況。好的一點是大多IC產(chǎn)品的說明書都說明了相對于單一PCB的接地方法，并且通常為制造廠商自己的評估板，依據(jù)廠家規(guī)定的連接方法，一般不會出現(xiàn)問題，這就要我們耐心看芯片的數(shù)據(jù)手冊了。一般情況下是把PCB接地層分割為一個模擬層和一個數(shù)字層，把模擬接地(AGND)和數(shù)字接地(DGND)引腳放在一起，并且在同一個點連接模擬和數(shù)字接地層，在IC芯片處形成系統(tǒng)的星形接地點。如下圖所示：
從上圖可以看出，所有有噪數(shù)字電流均通過數(shù)字電源流至數(shù)字接地層，然后再返回至數(shù)字電源，以此來隔離于電路板的敏感模擬部分。模擬和數(shù)字接地層在IC芯片交匯在一起時，形成系統(tǒng)的星形接地點。這種方法在使用單獨PCB和單個IC系統(tǒng)中一般有效，但是它并不是很適合于多個IC芯片系統(tǒng)中。如果一個PCB上有多個這種芯片，如果采用這種方法，模擬和數(shù)字接地系統(tǒng)在PCB上每個轉(zhuǎn)換器處都交匯在一起，形成許多接地環(huán)路，從而失去應有的優(yōu)勢。通常情況下，會采用模擬地和數(shù)字地盡量靠近的方法進行l(wèi)ay out，如下圖所示：
公司大牛針對這種情況常用的接法是：模擬和數(shù)字接地層應固定連接在所有ADC和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)芯片下面。AGND和DGND引腳應相互連接，并且連接模擬接地層，同時模擬和數(shù)字接地層應單獨連接回電源。電源應進入數(shù)字分區(qū)電路板，并直接給數(shù)字電路供電，然后經(jīng)過濾波或者調(diào)節(jié)以后給模擬電路供電。這樣，應僅把數(shù)字接地層連接回電源。 最后借用一句革命志士的一句話來結(jié)尾：“革命尚未成功，同志還需努力”。希望在pcb lay out和EMC的道路上，越來越多的人來“上下求索”! |
