混合信号PCB的分区设计

                        混合信号PCB的分区设计摘要：混合信号电路  PCB  的设计很复杂，元器件的布局、布线以及电源和地线的处理将直接影响到电路性能和电磁兼容性能。本文介绍的地和电源的分区设计能优化混合信号电路的性能。如何降低数字信号和模拟信号间的相互干扰呢？在设计之前必须了解电磁兼容  (EMC)的两个基本原则：  第一个原则是尽  可能减小电流环路的面积；第二个原则是系统只采用一个参考面。相反，如果系统存在两个参考面，就可能形成一个  偶极天线  (注：小型偶极天线的辐射大小与线的长度、流过的电流大小以及频率成正比  )；而如果信号不能通过尽可能小  的环路返回，就可能形成一个大的环状  天线(注：小型环  状天线的辐射大小与环  路面积、流过环路的电流大小以及频率的  平方  成正比  )。在设计  中要尽可能  避免  这  两  种情况。  有人建议将混合  信号电路  板上  的数字地  和模拟  地分割开  ，  这样  能  实现  数字  地  和模  拟  地  之间的隔离  。尽管这种方法可  行  ，但  是存在  很多潜  在的  问题  ，在  复杂  的大型  系统  中问题尤其突出  。最关键  的  问题  是不能  跨越分割  间  隙布  线，一旦跨越了  分割  间  隙布  线，电磁辐射和信号  串  扰  都会急剧增加。在  PCB  设计  中最常见的  问题就  是信号线  跨越分割地或电  源  而  产生  EMI  问题。  如  图  1  所示  ，我们采用  上述分割方法  ，而且  信号线  跨越  了两个地  之间的间  隙，信  号电流的返回路  径  是  什么  呢？  假定被分割  的两个  地在  某处连接在一  起(通常情况  下  是在  某  个位置单点连接  )，在  这种情况下  ，  地  电流将会  形成一个大的环路。流经  大环路的高  频电流  会产生  辐射和  很高  的  地  电  感  ，如果流过大环路的是低电平  模拟电流，该  电流  很  容易受到外部  信号干扰。  最  糟糕  的是当把  分割地在电  源处  连接  在一  起时  ，  将  形成一个  非……