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技術(shù)專題
模擬電路設(shè)計(jì)布局基礎(chǔ)
不可否認(rèn)，數(shù)字無線電比模擬無線電更方便。同樣的情況也適用于電子設(shè)備，在這些電子設(shè)備中，模擬電路設(shè)計(jì)被認(rèn)為更具挑戰(zhàn)性，特別是如果PCB設(shè)計(jì)人員一直在處理數(shù)字世界的“ 1”和“ 0”。
為什么正確設(shè)置模擬布局基礎(chǔ)很重要？
當(dāng)我們生活在高度數(shù)字化的世界中時(shí)，許多底層電子設(shè)備仍然是模擬的。當(dāng)您在手機(jī)上聽音樂時(shí)，您正在將數(shù)字音樂轉(zhuǎn)換為可聽的模擬信號(hào)。如果您喜歡游戲，您會(huì)知道靈敏而精確的D-pad至關(guān)重要，它取決于游戲控制器的模擬輸入電路。
與數(shù)字信號(hào)不同，模擬電路設(shè)計(jì)的誤差幅度較小。在數(shù)字設(shè)計(jì)中，電子設(shè)備基于邏輯1和0進(jìn)行工作，邏輯1和0轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的工作電壓和0V。模擬電路設(shè)計(jì)的工作方式不同，每個(gè)電壓點(diǎn)都被認(rèn)為對(duì)系統(tǒng)有意義。
如果模擬電路布局的基礎(chǔ)不正確，則會(huì)損害系統(tǒng)的功能。例如，如果模擬輸入電壓受到相鄰組件的干擾，則控制器上的D-pad可能不會(huì)對(duì)您的拇指移動(dòng)做出精確的反應(yīng)。組件分段或返回路徑問題也可能在模擬電路上引入難以追蹤的問題。
模擬電路設(shè)計(jì)布局和EMI問題
如果設(shè)計(jì)僅由模擬組件組成，則PCB設(shè)計(jì)師的工作將更加容易。但是，世界并不是一個(gè)理想的地方，大多數(shù)具有模擬組件的產(chǎn)品也具有數(shù)字電路。游戲控制器是一個(gè)完美的示例，因?yàn)樗梢酝ㄟ^通信收發(fā)器連接到游戲控制臺(tái)，該通信收發(fā)器是高速數(shù)字組件。
高速數(shù)字信號(hào)會(huì)增加電磁干擾的風(fēng)險(xiǎn)，電磁干擾會(huì)影響模擬信號(hào)的信號(hào)完整性。EMI可能會(huì)從晶體，時(shí)鐘信號(hào)或數(shù)據(jù)傳輸線等噪聲成分耦合到PCB上的模擬信號(hào)走線。當(dāng)模擬信號(hào)受到影響時(shí)，結(jié)果并不理想，因?yàn)殄e(cuò)誤的電壓或電流水平被發(fā)送到相應(yīng)的控制器進(jìn)行處理。 模擬信號(hào)容易產(chǎn)生EMI。
有用的模擬電路設(shè)計(jì)布局基礎(chǔ)知識(shí)提示
對(duì)出現(xiàn)問題的模擬電路設(shè)計(jì)進(jìn)行故障排除并不是一件有趣的事情，因?yàn)樗婕霸诮M裝的PCB上探測和隔離組件。如果問題無法通過實(shí)驗(yàn)室測試，則很耗時(shí)，而且常常會(huì)帶來災(zāi)難。
因此，在設(shè)計(jì)階段要確保遵循基本的模擬布局指南將更為謹(jǐn)慎。以下是一些有用的提示。
元件放置
在沒有事先計(jì)劃的情況下將模擬組件放置在PCB上是一個(gè)錯(cuò)誤。模擬組件對(duì)干擾非常敏感，因此不應(yīng)與高速數(shù)字組件一起放置。正確的組件放置是將性質(zhì)相似的組件組合在一起。
例如，電源模塊組件組合在一起，然后是數(shù)字組件，例如微控制器，通信和邏輯IC。模擬組件應(yīng)分組在PCB的一部分中，并與其他組件保持足夠的間距。計(jì)劃中的組件放置可減少模擬信號(hào)完整性問題。
電源和地平面
一直強(qiáng)調(diào)，模擬組件需要適當(dāng)?shù)慕拥馗綦x。這的真正含義是為PCB上的模擬電路和數(shù)字電路組件提供專用的接地層。兩個(gè)接地都是不同的多邊形，但需要在單個(gè)點(diǎn)上連接。
同樣重要的是要確保沒有高速信號(hào)在模擬地面多邊形上方布線。這會(huì)將噪聲引入地面，這將影響相鄰的模擬信號(hào)。為模擬組件提供單獨(dú)的電源走線或平面也是一種好方法。為確保模擬組件獲得清潔和穩(wěn)定的電源，它有助于在模擬IC的電源引腳附近打一個(gè)旁路電容器。
返回路徑
雖然很明顯在模擬接地層的頂部布線高速信號(hào)是造成麻煩的原因，但您還需要注意在多邊形周圍傳播的信號(hào)所返回的路徑。較低頻率的信號(hào)采用電阻的返回路徑，并且可能會(huì)通過模擬接地層。模擬電路設(shè)計(jì)的時(shí)候要特別注意這一點(diǎn)。
好了，模擬電路設(shè)計(jì)的布局基礎(chǔ)就介紹到這里。同時(shí)我們上海韜放電子提供專業(yè)的電路設(shè)計(jì)服務(wù)，如果您有這方面的需求，請(qǐng)與我們聯(lián)系。