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技術(shù)專(zhuān)題
模擬電路設計布局基礎
不可否認，數字無(wú)線(xiàn)電比模擬無(wú)線(xiàn)電更方便。同樣的情況也適用于電子設備，在這些電子設備中，模擬電路設計被認為更具挑戰性，特別是如果PCB設計人員一直在處理數字世界的“ 1”和“ 0”。
為什么正確設置模擬布局基礎很重要？
當我們生活在高度數字化的世界中時(shí)，許多底層電子設備仍然是模擬的。當您在手機上聽(tīng)音樂(lè )時(shí)，您正在將數字音樂(lè )轉換為可聽(tīng)的模擬信號。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。
與數字信號不同，模擬電路設計的誤差幅度較小。在數字設計中，電子設備基于邏輯1和0進(jìn)行工作，邏輯1和0轉換為相應的工作電壓和0V。模擬電路設計的工作方式不同，每個(gè)電壓點(diǎn)都被認為對系統有意義。
如果模擬電路布局的基礎不正確，則會(huì )損害系統的功能。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 )對您的拇指移動(dòng)做出精確的反應。組件分段或返回路徑問(wèn)題也可能在模擬電路上引入難以追蹤的問(wèn)題。
模擬電路設計布局和EMI問(wèn)題
如果設計僅由模擬組件組成，則PCB設計師的工作將更加容易。但是，世界并不是一個(gè)理想的地方，大多數具有模擬組件的產(chǎn)品也具有數字電路。游戲控制器是一個(gè)完美的示例，因為它可以通過(guò)通信收發(fā)器連接到游戲控制臺，該通信收發(fā)器是高速數字組件。
高速數字信號會(huì )增加電磁干擾的風(fēng)險，電磁干擾會(huì )影響模擬信號的信號完整性。EMI可能會(huì )從晶體，時(shí)鐘信號或數據傳輸線(xiàn)等噪聲成分耦合到PCB上的模擬信號走線(xiàn)。當模擬信號受到影響時(shí)，結果并不理想，因為錯誤的電壓或電流水平被發(fā)送到相應的控制器進(jìn)行處理。 模擬信號容易產(chǎn)生EMI。
有用的模擬電路設計布局基礎知識提示
對出現問(wèn)題的模擬電路設計進(jìn)行故障排除并不是一件有趣的事情，因為它涉及在組裝的PCB上探測和隔離組件。如果問(wèn)題無(wú)法通過(guò)實(shí)驗室測試，則很耗時(shí)，而且常常會(huì )帶來(lái)災難。
因此，在設計階段要確保遵循基本的模擬布局指南將更為謹慎。以下是一些有用的提示。
元件放置
在沒(méi)有事先計劃的情況下將模擬組件放置在PCB上是一個(gè)錯誤。模擬組件對干擾非常敏感，因此不應與高速數字組件一起放置。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，然后是數字組件，例如微控制器，通信和邏輯IC。模擬組件應分組在PCB的一部分中，并與其他組件保持足夠的間距。計劃中的組件放置可減少模擬信號完整性問(wèn)題。
電源和地平面
一直強調，模擬組件需要適當的接地隔離。這的真正含義是為PCB上的模擬電路和數字電路組件提供專(zhuān)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(méi)有高速信號在模擬地面多邊形上方布線(xiàn)。這會(huì )將噪聲引入地面，這將影響相鄰的模擬信號。為模擬組件提供單獨的電源走線(xiàn)或平面也是一種好方法。為確保模擬組件獲得清潔和穩定的電源，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(xiàn)高速信號是造成麻煩的原因，但您還需要注意在多邊形周?chē)鷤鞑サ男盘査祷氐穆窂?。較低頻率的信號采用電阻的返回路徑，并且可能會(huì )通過(guò)模擬接地層。模擬電路設計的時(shí)候要特別注意這一點(diǎn)。
好了，模擬電路設計的布局基礎就介紹到這里。同時(shí)我們上海韜放電子提供專(zhuān)業(yè)的電路設計服務(wù)，如果您有這方面的需求，請與我們聯(lián)系。