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模拟电路设计布局基础


模拟电路中的开关电源

不可否认,数字无线电比模拟无线电更方便。同样的情况也适用于电子设备,在这些电子设备中,模拟电路设计被认为更具挑战性,特别是如果PCB设计人员一直在处理数字世界的“ 1”“ 0”

为什么正确设置模拟布局基础很重要?

当我们生活在高度数字化的世界中时,许多底层电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为可听的模拟信号。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电路。

与数字信号不同,模拟电路设计的误差幅度较小。在数字设计中,电子设备基于逻辑10进行工作,逻辑10转换为相应的工作电压和0V。模拟电路设计的工作方式不同,每个电压点都被认为对系统有意义。

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

模拟电路设计布局和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,世界并不是一个理想的地方,大多数具有模拟组件的产品也具有数字电路。游戏控制器是一个完美的示例,因为它可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电磁干扰的风险,电磁干扰会影响模拟信号的信号完整性。EMI可能会从晶体,时钟信号或数据传输线等噪声成分耦合到PCB上的模拟信号走线。当模拟信号受到影响时,结果并不理想,因为错误的电压或电流水平被发送到相应的控制器进行处理。 模拟信号容易产生EMI

有用的模拟电路设计布局基础知识提示

对出现问题的模拟电路设计进行故障排除并不是一件有趣的事情,因为它涉及在组装的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为谨慎。以下是一些有用的提示。

元件放置

在没有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,电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。模拟组件应分组在PCB的一部分中,并与其他组件保持足够的间距。计划中的组件放置可减少模拟信号完整性问题。

电源和地平面

一直强调,模拟组件需要适当的接地隔离。这的真正含义是为PCB上的模拟电路和数字电路组件提供专用的接地层。两个接地都是不同的多边形,但需要在单个点上连接。

同样重要的是要确保没有高速信号在模拟地面多边形上方布线。这会将噪声引入地面,这将影响相邻的模拟信号。为模拟组件提供单独的电源走线或平面也是一种好方法。为确保模拟组件获得清洁和稳定的电源,它有助于在模拟IC的电源引脚附近打一个旁路电容器。

返回路径

虽然很明显在模拟接地层的顶部布线高速信号是造成麻烦的原因,但您还需要注意在多边形周围传播的信号所返回的路径。较低频率的信号采用电阻的返回路径,并且可能会通过模拟接地层。模拟电路设计的时候要特别注意这一点。

好了,模拟电路设计的布局基础就介绍到这里。同时我们上海韬放电子提供专业的电路设计服务,如果您有这方面的需求,请与我们联系。

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