Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
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Beispiele für Leiterplattenverkabelungstechniken
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2022-05-05
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Author:pcb

Das Design der Mischsignalschaltung Leiterplatte ist sehr kompliziert. Das Layout und die Verdrahtung der Komponenten und die Handhabung der Strom- und Erdungskabel beeinflussen direkt die Schaltungsleistung und die elektromagnetische Kompatibilitätsleistung. Dieser Artikel wird digitales und analoges Schaltungspartitiondesign einführen, um die Leistung von Mischsignalschaltungen zu optimieren. In der Leiterplatte, Verringerung der gegenseitigen Interferenzen zwischen digitalen und analogen Signalen, two basic principles of electromagnetic compatibility (EMC) must be understood before design: reduce the area of the current loop as much as possible; the system only uses one reference surface. Wenn es zwei Bezugsebenen im System gibt, es ist möglich, eine Dipolantenne zu bilden. Wenn das Signal nicht durch die kleinstmögliche Schleife zurückkehren kann, eine große Schleifenantenne kann gebildet werden, die möglichst vermieden werden sollten. Die Trennung der digitalen und analogen Masse auf Mixed-Signal-Boards ermöglicht eine Trennung zwischen der digitalen und analogen Masse. Obwohl diese Methode machbar ist, Diese Methode hat auch viele potenzielle Probleme, insbesondere bei komplexen Großanlagen. Das Hauptproblem ist, dass die Verkabelung nicht über die Trennlücke geführt werden kann. Sobald die Verkabelung gekreuzt ist, Die elektromagnetische Strahlung und Signal Übersprechen nimmt dramatisch zu. Ein häufiges Problem in Leiterplatte Design ist, dass die Signalleitung die geteilte Masse oder Stromleitung überquert, um EMI-Probleme zu erzeugen.

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1. Partition method 1
Die signal line spans the gap between two grounds, also was ist der Rückweg für den Signalstrom? Assuming that the two divided grounds are connected together somewhere (usually a single point connection at a certain location), in diesem Fall, wird der Erdstrom eine große Schleife bilden, und der Erdstrom wird durch die große Schleife fließen. Hochfrequente Ströme erzeugen Strahlung und hohe Induktivität. Wenn ein niedriger Analogstrom durch die große Schleife fließt, Der Strom kann leicht durch externe Signale gestört werden. Wenn die geteilten Erdungen an der Stromversorgung angeschlossen werden, eine sehr große Stromschleife entsteht. Darüber hinaus, Die analoge Masse und die digitale Masse werden durch einen langen Draht miteinander verbunden, um eine Dipolantenne zu bilden. Zu wissen, wo und wie Strom zur Erde zurückkehrt, ist der Schlüssel zur Optimierung von Mixed-Signal-Boards. Viele Designs berücksichtigen nur, wo der Signalstrom fließt, ignoriert den spezifischen Pfad des aktuellen. Wenn die Bodenschicht geteilt werden muss, und die Verkabelung muss durch den Spalt zwischen den Abteilungen geführt werden, Eine Einpunktverbindung kann zwischen den geteilten Geländen hergestellt werden, um eine Verbindungsbrücke zwischen den beiden Geländen zu bilden, und dann durch die Verbindungsbrücke geführt. Auf diese Weise, Unter jeder Signalleitung kann ein Gleichstrom-Rückweg vorgesehen werden, so dass die entstandene Schleifenfläche klein ist. Signale über den Spaltspalt können auch mit optischen Isolatoren oder Transformatoren erreicht werden. Für erstere, es ist das optische Signal, das die Teilungslücke überschreitet; für letztere, Es ist das Magnetfeld, das die Teilungsspalte überschreitet. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von Differentialsignalen: Das Signal fließt von einer Leitung ein und kehrt von der anderen Signalleitung zurück. In diesem Fall, Es besteht keine Notwendigkeit, den Boden als Rückweg zu benutzen.

2. Dividing method 2
In practical work, ein einheitlicher Boden wird allgemein verwendet, und die Leiterplatte ist in einen analogen und einen digitalen Teil unterteilt. Analoge Signale werden im analogen Bereich auf allen Ebenen der Platine geroutet, während digitale Signale im Bereich der digitalen Schaltung geroutet werden. In diesem Fall, Der digitale Signalrückstrom fließt nicht in die analoge Signalmasse. Digital-zu-Analog-Interferenzen treten nur auf, wenn digitale Signale über den analogen Teil der Platine geleitet werden, oder analoge Signale werden über den digitalen Teil der Platine geleitet. Diese Art von Problem liegt nicht daran, dass es keine Spaltung gibt, Der wahre Grund ist die falsche Verdrahtung des digitalen Signals. The Leiterplatte Design nimmt einen einheitlichen Boden. Durch die Aufteilung von digitalen und analogen Schaltungen und entsprechende Signalverdrahtung, Einige komplexere Layout- und Verdrahtungsprobleme können normalerweise gelöst werden, und einige mögliche Probleme, die durch Bodentrennung verursacht werden, werden nicht verursacht. In diesem Fall, Das Layout und die Aufteilung der Komponenten wird der Schlüssel, um die Qualität des Designs zu bestimmen. Mit richtigem Layout, Digitale Masseströme werden auf den digitalen Teil der Platine beschränkt und stören nicht analoge Signale. Solche Verkabelungen müssen sorgfältig überprüft und überprüft werden, um die Einhaltung der Verdrahtungsregeln sicherzustellen, sonst, Falsches Routing einer Signalleitung zerstört das Design einer Leiterplatte vollständig.

3. A/D partition
When connecting the analog ground and digital ground pins of the A/D-Konverter zusammen, die meisten A/D-Wandlerhersteller empfehlen den Anschluss der AGND- und DGND-Pins an die gleiche niederohmige Masse mit kurzen Leitungen. Weil die meisten A/D-Konverter-Chips verbinden die analoge Masse und die digitale Masse nicht miteinander, Die analoge Masse und die digitale Masse müssen über externe Pins angeschlossen werden. Jede externe Impedanz, die an DGND angeschlossen ist, überträgt mehr parasitäre Kapazitäten. Digitales Rauschen wird an die analoge Schaltung im IC gekoppelt. Nach dieser Empfehlung, sowohl die AGND- als auch DGND-Pins des A/D-Wandler müssen an analoge Masse angeschlossen werden. Wenn das System nur ein A hat/D-Konverter, Das obige Problem kann leicht gelöst werden. Teilen Sie die Masse und verbinden Sie die analoge Masse und die digitale Masse zusammen unter dem A/D-Konverter. Wenn es viele A gibt/D-Wandler im System, wenn die analoge Masse und die digitale Masse unter jedem A miteinander verbunden sind/D-Konverter, mehrere Punkte werden verbunden, und die Trennung zwischen der analogen Masse und der digitalen Masse wird minimal sein. Es ist sinnlos, und wenn du es nicht so verbindest, Sie verstoßen gegen die Anforderungen des Herstellers. Es ist, den einheitlichen Boden am Anfang zu verwenden, und die einheitliche Masse wird in einen analogen und einen digitalen Teil unterteilt. Diese Art von Layout und Verdrahtung erfüllt nicht nur die Anforderungen von IC-Geräteherstellern für den niederohmigen Anschluss von analogen Massen und digitalen Massepunkten, aber bildet auch keine Loop-Antennen oder Dipol-Antennen auf Leiterplatte.