模拟電(diàn)路设计布局基础

2020-03-23

不可(kě)否认，数字无線(xiàn)電(diàn)比模拟无線(xiàn)電(diàn)更方便。同样的情况也适用(yòng)于電(diàn)子设备，在这些電(diàn)子设备中，模拟電(diàn)路设计被认為(wèi)更具挑战性，特别是如果PCB设计人员一直在处理(lǐ)数字世界的“ 1”和“ 0”。

為(wèi)什么正确设置模拟布局基础很(hěn)重要？

当我们生活在高度数字化的世界中时，许多(duō)底层電(diàn)子设备仍然是模拟的。当您在手机上听音乐时，您正在将数字音乐转换為(wèi)可(kě)听的模拟信号。如果您喜欢游戏，您会知道灵敏而精确的D-pad至关重要，它取决于游戏控制器的模拟输入電(diàn)路。

与数字信号不同，模拟電(diàn)路设计的误差幅度较小(xiǎo)。在数字设计中，電(diàn)子设备基于逻辑1和0进行工作，逻辑1和0转换為(wèi)相应的工作電(diàn)压和0V。模拟電(diàn)路设计的工作方式不同，每个電(diàn)压点都被认為(wèi)对系统有(yǒu)意义。

如果模拟電(diàn)路布局的基础不正确，则会损害系统的功能(néng)。例如，如果模拟输入電(diàn)压受到相邻组件的干扰，则控制器上的D-pad可(kě)能(néng)不会对您的拇指移动做出精确的反应。组件分(fēn)段或返回路径问题也可(kě)能(néng)在模拟電(diàn)路上引入难以追踪的问题。

模拟電(diàn)路设计布局和EMI问题

如果设计仅由模拟组件组成，则PCB设计师的工作将更加容易。但是，世界并不是一个理(lǐ)想的地方，大多(duō)数具有(yǒu)模拟组件的产品也具有(yǒu)数字電(diàn)路。游戏控制器是一个完美的示例，因為(wèi)它可(kě)以通过通信收发器连接到游戏控制台，该通信收发器是高速数字组件。

高速数字信号会增加電(diàn)磁干扰的风险，電(diàn)磁干扰会影响模拟信号的信号完整性。EMI可(kě)能(néng)会从晶體(tǐ)，时钟信号或数据传输線(xiàn)等噪声成分(fēn)耦合到PCB上的模拟信号走線(xiàn)。当模拟信号受到影响时，结果并不理(lǐ)想，因為(wèi)错误的電(diàn)压或電(diàn)流水平被发送到相应的控制器进行处理(lǐ)。 模拟信号容易产生EMI。

有(yǒu)用(yòng)的模拟電(diàn)路设计布局基础知识提示

对出现问题的模拟電(diàn)路设计进行故障排除并不是一件有(yǒu)趣的事情，因為(wèi)它涉及在组装的PCB上探测和隔离组件。如果问题无法通过实验室测试，则很(hěn)耗时，而且常常会带来灾难。

因此，在设计阶段要确保遵循基本的模拟布局指南将更為(wèi)谨慎。以下是一些有(yǒu)用(yòng)的提示。

元件放置

在没有(yǒu)事先计划的情况下将模拟组件放置在PCB上是一个错误。模拟组件对干扰非常敏感，因此不应与高速数字组件一起放置。正确的组件放置是将性质相似的组件组合在一起。

例如，電(diàn)源模块组件组合在一起，然后是数字组件，例如微控制器，通信和逻辑IC。模拟组件应分(fēn)组在PCB的一部分(fēn)中，并与其他(tā)组件保持足够的间距。计划中的组件放置可(kě)减少模拟信号完整性问题。

電(diàn)源和地平面

一直强调，模拟组件需要适当的接地隔离。这的真正含义是為(wèi)PCB上的模拟電(diàn)路和数字電(diàn)路组件提供专用(yòng)的接地层。两个接地都是不同的多(duō)边形，但需要在单个点上连接。

同样重要的是要确保没有(yǒu)高速信号在模拟地面多(duō)边形上方布線(xiàn)。这会将噪声引入地面，这将影响相邻的模拟信号。為(wèi)模拟组件提供单独的電(diàn)源走線(xiàn)或平面也是一种好方法。為(wèi)确保模拟组件获得清洁和稳定的電(diàn)源，它有(yǒu)助于在模拟IC的電(diàn)源引脚附近打一个旁路電(diàn)容器。

返回路径

虽然很(hěn)明显在模拟接地层的顶部布線(xiàn)高速信号是造成麻烦的原因，但您还需要注意在多(duō)边形周围传播的信号所返回的路径。较低频率的信号采用(yòng)電(diàn)阻的返回路径，并且可(kě)能(néng)会通过模拟接地层。模拟電(diàn)路设计的时候要特别注意这一点。

好了，模拟電(diàn)路设计的布局基础就介绍到这里。同时我们上海韬放電(diàn)子提供专业的電(diàn)路设计服務(wù)，如果您有(yǒu)这方面的需求，请与我们联系。