高速pcb设计指南之六(编辑修改稿)

高速pcb设计指南之六(编辑修改稿)内容摘要：

行的办法是 采用差分信号 ：信号从一条线流入从另外一条信号线返回，这种情况下，不需要地作为回流路径。 要深入探讨数字信号对模拟信号的干扰必须先了解高频电流的特性。 高频电流总是选择阻抗最小 (电感最低 )，直接位于信号下方的路径，因此返回电流会流过邻近的电路层，而无论这个临近层是电 源层还是地线层。 在实际工作中一般倾向于使用统一地，而将 PCB 分区为模拟部分和数字部分。 模拟信号在电路板所有层的模拟区内布线，而数字信号在数字电路区内布线。 在这种情况下，数字信号返回电流不会流入到模拟信号的地。 只有将数字信号布线在电路板的模拟部分之上或者将模拟信号布线在电路板的数字部分之上时，才会出现数字信号对模拟信号的干扰。 出现这种问题并不是因为没有分割地，真正的原因是数字信号的布线不适当。 PCB 设计采用统一地，通过数字电路和模拟电路分区以及合适的信号布线，通常可以解决一些比较 困难的布局布线问题，同时也不会产生因地分割带来的一些潜在的麻烦。 在这种情况下，元器件的布局和分区 就成为决定设计优劣的关键。 如果布局布线合理，数字地电流将限制在电路板的数字部分，不会干扰模拟信号。 对于这样的布线必须仔细地检查和核对，要保证百分之百遵守布线规则。 否则，一条信号线走线不当就会彻底破坏一个本来非常不错的电路板。 在将 A/D 转换器的模拟地和数字地管脚连接在一起时，大多数的 A/D 转换器厂商会建议： 将 AGND 和 DGND 管脚通过最短的引线连接到同一个低阻抗的地上 (注：因为大多数 A/D 转换器芯片内部没有 将模拟地和数字地连接在一起，必须通过外部管脚实现模拟和数字地的连接 )，任何与 DGND 连接的外部阻抗都会通过寄生电容将更多的数字噪声耦合到 IC 内部的模拟电路上。 按照这个建议，需要把 A/D 转换器的 AGND 和 DGND 管脚都连接到模拟地上，但这种方法会产生诸如数字信号去耦电容的接地端应该接到模拟地还是数字地的问题。 如果系统仅有一个 A/D 转换器，上面的问题就很容易解决。 如图 3 中所示，将地分割开，在 A/D 转换器下面把模拟地和数字地部分连接在一起。 采取该方法时，必须保证两个地之间的连接桥宽度与 IC 等宽，并且任何 信号线都不能跨越分割间隙。 如果系统中 A/D 转换器较多，例如 10个 A/D 转换器怎样连接呢。 如果在每一个 A/D 转换器的下面都将模拟地和数字地连接在一起，则产生多点相连，模拟地和数字地之间的隔离就毫无意义。 而如果不这样连接，就违反了厂商的要求。 最好的办法是开始时就用统一地。 如图 4 所示，将统一的地分为模拟部分和数字部分。 这样的布局布线既满足了 IC 器件厂商对模拟地和数字地管脚低阻抗连接的要求，同时又不会形成环路天线或偶极天线而产生 EMC 问题。 如果对混合信号 PCB 设计采用统一地的做法心存疑 虑，可以采用地线层分割的方法对整个电路板布局布线，在设计时注意尽量使电路板在后边实验时易于用间距小于 1/2 英寸的跳线或 0欧姆电阻将分割地连接在一起。 注意分区和布线，确保在所有的层上没有数字信号线位于模拟部分之上，也没有任何模拟信号线位于数字部分之上。 而且， 任何信号线都不能跨越地间隙或是分割电源之间的间隙。 要测试该电路板的功能和 EMC 性能，然后将两个地通过 0 欧姆电阻或跳线连接在一起，重新测试该电路板的功能和 EMC 性能。 比较测试结果，会发现几乎在所有的情况下，统一地的方案在功能和 EMC 性能方面比分割地更优越。 在以下三种情况可以用到这种方法：一些医疗设备要求在与 病人连接的电路和系统之间的漏电流很低；一些工业过程控制设备的输出可能连接到噪声很大而且功率高的机电设备上；另外一种情况就是在 PCB 的布局受到特定限制时。 在混合信号 PCB 板上通常有独立的数字和模拟电源，能够而且应该采用分割电源面。 但是 紧邻电源层的信号线不能跨越电源之间的间隙，而所有跨越该间隙的信号线都必须位于紧邻大面积地的电路层上。 在有些情况下，将模拟电源以 PCB 连接线而不是一个面来设计可以避免电源面的分割问题。 混合信号 PCB 设计是一 个复杂的过程，设计过程要注意以下几点： PCB 分区为独立的模拟部分和数字部分。 在电路板的模拟部分和数字部分下面敷设统一地。 ，数字信号只能在电路板的数字部分布线。 ，模拟信号只能在电路板的模拟部分布线。 布线层上。 流过的路径和方式。 第六篇 RF 产品设计过程中降低信号耦合的 PCB 布线技巧 一轮蓝牙设备、无绳电话和蜂窝电话需求高潮正促使中国电子工程师越来越关注 RF 电路设计技巧。 RF 电路板的设计是最令设计工程师感到头疼的部分，如想一次获得成功，仔细规划和注重细节是必须加以高度重视的两大关键设计规则。 射频 (RF)电路板设计由于在理论上还有很多不确定性，因此常被形容为一种 “黑色艺术 ”，但这个观点只有部分正确， RF 电路板设计也有许多可以遵循的准则和不应该被忽视的法则。 不过，在实际设计时，真正实用的技巧是当这些准则和法则因各种设计约束而无法准确地实施时如何对它们进行折衷处理。 当然，有许多重要的 RF 设计课题值得讨论，包括阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板以及波长和驻波，不过，本文将集中探讨与 RF 电路板分区设计有关的各种问题。 今天的蜂窝电话 设计以各种方式将所有的东西集成在一起，这对 RF 电路板设计来说很不利。 现在业界竞争非常激烈，人人 都在找办法用最小的尺寸和最小的成本集成最多的功能。 模拟、数字和 RF 电路都紧密地挤在一起，用来隔开各自问题区域的空间非常小，而且考虑到成本因素，电路板层数往往又减到最小。 令人感到不可思议的是，多用途芯片可将多种功能集成在一个非常小的裸片上，而且连接外界的引脚之间排列得又非常紧密，因此 RF、 IF、模拟和数字信号非常靠近，但它们通常在电气上是不相干的。 电源分配可能对设计者来说是一个噩梦，为了延长电池寿命，电路的不同部分是 根据需要而分时工作的，并由软件来控制转换。 这意味着你可能需要为你的蜂窝电话提供 5 到 6 种工作电源。 一、 RF 布局概念 在设计 RF 布局时，有几个总的原则必须优先加以满足： 尽可能地把高功率 RF 放大器。