电子厂PCB布线技术实例

电子厂PCB布线技术实例

混合信号电路PCB的设计非常复杂。 元器件的布局布线以及电源线、地线的处理将直接影响电路性能和EMC性能。 本文将介绍数字和模拟电路的划分设计，以优化混合信号电路的性能。

在PCB中，为了减少数字信号和模拟信号之间的相互干扰，设计前必须了解电磁兼容（EMC）的两个基本原则：

• 最小化电流环路面积；

• 系统仅使用一个参考平面。

如果系统中有两个参考平面，则可以形成偶极天线。 如果信号不能通过尽可能最小的环路返回，则可能形成大环路天线，在设计中应尽可能避免这种情况。

将混合信号电路板上的数字地和模拟地分开，实现数字地和模拟地的隔离。 虽然这种方法是可行的，但这种方法也存在许多潜在的问题，特别是在复杂的大规模系统中。 最关键的问题是布线不能跨越分割间隙。 一旦布线跨越分隔间隙，电磁辐射和信号串扰就会急剧增加。 PCB设计中最常见的问题是信号线跨越分区地线或电源线引起的EMI问题。

1、划分方法1

如果采用划分方式1，信号线穿过两地之间的间隙，信号电流的返回路径是怎样的？ 假设两个分开的接地在某个地方连接（通常在某个位置的单个点）。 在这种情况下，接地电流将形成一个大环路，流过该大环路的高频电流将产生辐射和高电感。

如果低电平模拟电流流经大环路，电流很容易受到外部信号的干扰。 当分离地在电源处连接在一起时，将形成非常大的电流环路。 另外，模拟地和数字地连接到 ˉ 将形成偶极天线。

了解电流返回地的路径和模式是优化混合信号电路板设计的关键。 很多设计只考虑信号电流流向何处，而忽略了电流的具体路径。 如果地线层必须分开，必须从分开的间隙走线，可以在分开的地之间进行单点连接，形成两个地之间的连接桥，然后再通过该连接走线。 桥。 这样，可以在每条信号线下方提供直流返回路径，从而形成的环路面积很小。

也可以采用光隔离器件或变压器来实现信号跨越隔离间隙。 对于前者，是跨越分割间隙的光信号； 对于后者，是穿过间隙的磁场。 另一种可行的方法是使用差分信号：信号从一条线流入，从另一条信号线返回。 在这种情况下，不需要使用接地作为返回路径。

2、划分方法2

在实际工作中，PCB一般分为模拟部分和数字部分。 模拟信号走线在电路板各层的模拟区域，而数字信号走线在数字电路区域。 这样的话，数字信号返回电流就不会流到模拟信号的地。

只有当数字信号走线在电路板的模拟部分或者模拟信号走线在电路板的数字部分时，数字信号才会干扰模拟信号。 因为没有划分，所以不会出现这种问题。 真正的原因是数字信号的接线不当。

PCB板设计采用统一的方法。 通过数字电路和模拟电路的分区以及适当的信号布线，通常可以解决一些较复杂的布局和布线问题，同时也不会产生一些因地分割而带来的潜在麻烦。 在这种情况下，元件的布局和划分就成为决定设计质量的关键。

如果布局和布线合理，数字地电流将被限制在电路板的数字部分，不会干扰模拟信号。 这样的布线必须仔细检查和核对，确保符合布线规则，否则，信号线走线不当将彻底破坏电路板的设计。

3、A/D分区

在连接A/D转换器的模拟地和数字地引脚时，大多数A/D转换器制造商都会建议将AGND和DGND引脚通过最短的引线连接到同一低阻抗地，因为大多数A/D转换器芯片都这样做 内部没有将模拟地和数字地连接在一起，模拟地和数字地之间的连接必须通过外部引脚实现，任何连接到 DGND 的外部阻抗都会通过寄生电容将更多的数字噪声耦合到 IC 内部的模拟电路。 根据这个建议，需要将A/D转换器的AGND和DGND引脚连接到模拟地。

如果系统只有一个A/D转换器，上述问题就可以轻松解决。 将地分开，将A/D转换器下方的模拟地和数字地连接起来。

如果系统中有多个A/D转换器，如果每个A/D转换器下的模拟地和数字地连接在一起，就会产生多点连接，模拟地和数字地之间的隔离就没有意义。 否则，就会违反制造商的要求。

最好的办法是一开始就统一划分模拟部分和数字部分。这样的布局和布线不仅满足IC器件制造商对模拟和数字地引脚低阻抗连接的要求，而且不会形成环形天线或偶极天线。 PCB设计，PCB厂家介绍PCB设计PCB布线技术实例。