捷配笔记-混合信号PCB布局设计的基本准则是什么?

混合信号PCB设计需要对模拟和数字电路有基本的了解,以最大限度地减少(如果不能防止的话)信号干扰。现代系统由数字域和模拟域均可操作的组件组成,这些组件必须经过精心设计,以确保整个系统的信号完整性。

在混合信号系统的PCB布局设计中,接地也是一个不可或缺的过程。虽然接地是行业中经常争论的话题,但对于任何工程师来说,构建标准化方法可能并不总是最简单的任务。例如,质量接地的单个问题可能会影响高性能混合信号PCB设计的整个布局。因此,这一领域不容忽视。

零部件放置

与建造房屋类似,在放置电路元件之前,必须创建系统的楼层平面。此步骤将设置系统设计的整体完整性,并应有助于避免噪声信号干扰。在制定平面图时,建议遵循示意图的信号路径,尤其是对于高速电路。组件的位置也是设计的一个关键方面。设计者应该能够识别重要的功能块、信号和块之间的连接,以便识别系统中每个组件的最佳匹配位置。例如,连接器最好放在电路板的边缘,而去耦电容器和晶体等辅助组件必须尽可能靠近混合信号设备。

模拟和数字块分区

为了帮助最小化模拟和数字信号的公共返回路径,可以考虑模拟和数字块分离,使得模拟信号不会与数字信号混合。

电源块

电源是电路的重要组成部分,应相应地进行处理。根据经验,电源模块必须与电路的其余部分隔离,同时保持靠近被供电的组件。

具有多个电源引脚的器件的复杂系统可以使用专用于模拟和数字部分的单独电源模块,以避免噪声数字干扰。

另一方面,电源布线应短、直接,并使用宽走线,以降低电感并避免电流限制。

板层

设置好组件放置和平面图后,我们就可以浏览电路板设计的其他维度,通常称为电路板层。强烈建议在进行PCB布线之前首先考虑电路板层,因为这将决定系统设计的允许返回电流路径。板层是板中铜层的垂直排列。这些层应管理整个电路板的电流和信号。

通常,高性能数据收集系统应具有四层或更多层。顶层通常用于数字/模拟信号,而底层用于辅助信号。第二层(接地层)用作阻抗控制信号的参考平面,用于减少红外压降和屏蔽顶层中的数字信号。最后,电源平面位于第三层。

电源层和接地层必须彼此相邻,因为它们提供额外的层间电容,这有助于电源的高频去耦。对于接地层,多年来对混合信号设计的建议发生了变化。多年来,在模拟和数字之间分离接地层是有意义的,但对于现代混合信号设备,建议采用一种新方法。适当的楼层规划和分离信号应防止任何嘈杂信号问题。

混合信号应用的PCB布局具有挑战性。创建组件平面图只是一个起点。正确管理电路板层和准备适当的接地方案也是系统设计人员在混合信号系统布局中尝试实现最佳性能时必须考虑的关键点的一部分。适当的板层组织将有助于管理整个板的电流和信号。最后,选择最有利的接地方案将提高系统的性能,并防止任何噪声信号和返回电流问题。关注捷配,分享更多PCB、PCBA、元器件干货知识,打样快,批量省,上捷配!PCB打样_线路板打样_捷配极速PCB超级工厂

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