深圳宏力捷電子是一家專業(yè)從事電子產品電路板設計(layout布線設計)的PCB設計公司,主要承接多層、高密度的PCB設計畫板及電路板設計打樣業(yè)務。接下來為大家介紹PCB設計模擬電路和數(shù)字電路的區(qū)別。
PCB設計模擬電路與數(shù)字電路布線策略之間的區(qū)別
1.地平面是個難題
電路板布線的基本知識適用于模擬和數(shù)字電路?;镜慕涷灧▌t是使用連續(xù)的接地層,這會降低數(shù)字電路中的dI / DT(隨時間變化的電流)效應,從而改變接地電位并導致噪聲進入模擬電路。
除了一個例外,數(shù)字和模擬接線技術基本相同。對于模擬電路,要注意的另一點是使數(shù)字信號線和接地平面中的電路盡可能遠離模擬電路。這可以通過將模擬接地層分別連接到系統(tǒng)連接端,或將模擬電路放置在電路板的遠端(線路的一端)來實現(xiàn)。這樣做是為了使信號路徑保持最小的外部干擾。
對于數(shù)字電路而言,這不是必需的,因為數(shù)字電路可以容忍飛機上的許多噪聲而不會出現(xiàn)問題。
圖1
圖1(左)將數(shù)字開關動作與模擬電路隔離開,將電路的數(shù)字和模擬部分分開。 (右)高頻和低頻應盡可能分開。高頻組件應靠近電路板的連接器。
圖2
圖2過在PCB上放置兩條相鄰的布線,很容易形成寄生電容。由于具有這種電容,一條路徑上的快速電壓變化會在另一條路徑上產生電流信號。
圖3
圖3如果未正確放置布線,則PCB中的布線可能會產生電路電感和互感。這種寄生電感對涉及數(shù)字開關電路的電路操作非常有害。
2.組件的位置
如上所述,在每個PCB設計中,電路的噪聲部分都與電路的“安靜”(非噪聲)部分分開。通常,數(shù)字電路“富含噪聲”并且對噪聲不敏感(因為數(shù)字電路具有較大的電壓噪聲容限);相反,模擬電路的電壓噪聲容忍度要小得多。
在這兩種電路中,模擬電路對開關噪聲最敏感。在混合信號系統(tǒng)的布線中,兩個電路是分開的,如圖1所示。
3. PCB設計產生的寄生元件
在PCB設計中,很容易形成可能引起問題的兩個基本寄生元件:寄生電容和寄生電感。
設計電路板時,將兩根導線彼此靠近放置會產生寄生電容。您可以通過將一條路線放置在另一條路線的兩個不同級別上來實現(xiàn)此目的?;蛘撸谕凰骄€上,將一根電線緊挨另一根電線,如圖2所示。
在這兩種路由配置中,一條路徑上的電壓隨時間變化(dV / dt)可能會在另一條路徑上產生電流。如果另一條線具有高阻抗,則電場產生的電流將轉換為電壓。
快速電壓瞬變最常發(fā)生在模擬信號設計的數(shù)字端。如果在高阻抗模擬電路附近發(fā)生快速電壓瞬變,則該誤差將嚴重影響模擬電路的精度。在這種環(huán)境下,模擬電路有兩個缺點:其噪聲容限遠低于數(shù)字電路的容忍度。高阻抗接線很常見。
以下兩種技術之一可以減少這種現(xiàn)象。最常見的技術是根據(jù)電容方程更改導線之間的尺寸。要更改的最有效尺寸是兩個導體之間的距離。應當注意,在電容方程的分母中,電容電抗隨著d的增加而減小
另一種技術是在兩根導線之間放置一根接地線。接地線是低阻抗的,添加這樣的另一條布線將削弱干擾電場,如圖2所示。
電路板中的寄生電感原理類似于寄生電容。它也是兩行的布料,在兩個不同的層中,一條線放置在另一條線的上方;或者,在同一級別上,將一行緊挨另一行放置,如圖3所示。
在這兩種路由配置中,一條路由線上的電流隨時間(dI / DT)的變化將由于同一條路由線上的感抗而在同一條路由線上產生電壓。由于互感,在另一條路徑上將產生比例電流。如果第一電路上的電壓變化足夠大,則干擾可能會降低數(shù)字電路的電壓容差,從而導致錯誤。這種現(xiàn)象不僅發(fā)生在數(shù)字電路中,而且在瞬時開關電流較大的數(shù)字電路中更常見。
為了消除來自EMI源的潛在噪聲,最好將“安靜”的模擬電路與嘈雜的I / O端口分開。 為了實現(xiàn)低阻抗的電源和接地網絡,應盡可能降低數(shù)字電路導體的感抗和模擬電路的電容耦合。
深圳宏力捷PCB設計服務流程
1. 客戶提供原理圖咨詢PCB設計;
2. 根據(jù)原理圖以及客戶設計要求評估報價;
3. 客戶確認報價,簽訂合同,預付項目定金;
4. 收到預付款,安排工程師設計;
5. 設計完成后,提供文件截圖給客戶確認;
6. 客戶確認OK,結清余款,提供PCB設計資料。
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