数模混合电路的PCB设计

的频率过滤作用就会减弱,甚至消失,因此在高速PCB 板设计时,要特别注意使电容器的引线尽量短,也就是使得电容尽可能地靠近芯片。

  (5 )大面积覆铜箔接模拟地。在模拟电路部分覆大面积铜箔并在空白区域钻密集的孔接到模拟地,这样可以起到屏蔽隔离作用,从而减少模拟信号之间的相互干扰,而且还可以起到散热作用。

  如图3 所示。

 

图3 铜箔钻孔接模拟地

  (6 )电源线和地线要尽量短粗,尤其是跨接数字电源和模拟电源的磁珠上的线一定要加粗,因为除减小压降外,更重要的是降低耦合噪声。

  3 混合电路的PCB 设计实例

  图4 是一块设计好的有32 通道数字接收和转换的典型的数模混合电路的20 层电路板。最高频率是高速光纤信号达到2.5GHz.

    此印制板布局上将模拟电路与数字电路分开,且每路通道之间也完全独立有一定间隔距离以保证每个通道模拟信号之间不会相互干扰。模拟电路尽量靠近电路板边缘放置,数字电路尽量靠近电源连接端放置,这样做可以降低由数字开关引起的di/dt效应。

  在电源和地的划分上,此印制板模拟信号都走在表面层,而且尽可能走的短、少钻孔。紧邻模拟信号的第二层和第十九层都是完整的统一的模拟地平面,这样保证模拟信号有最佳的回流路径和阻抗,也不会出现跨分割地出现E M I 问题。高速信号层紧邻地平面层,重要信号线走带状线,并且对于时钟、复位敏感信号线走第三层,在两地平面之间。数字电源和模拟电源都有独立的层面,都进行了分割,但每个电源层也都紧邻地平面层。

  高速的A/D 混合器件在板上即器件外接的地引脚都接模拟地,电源引脚都接模拟电源,并且在电源引脚旁边都添加去耦电容来消除高频干扰,如图5 所示。跨接电源或地的磁珠电感上的线要加粗,最好多连几根信号线钻孔接到电源或地平面,这样可以减小了压降,降低了噪声,如图6 所示。

  有时采用钻大的过孔接到平面也可以达到要求。

  高频信号线经过严格控制线宽和线间距,使其达到阻抗要求,都采用手工布线,最后在模拟电路部分覆大面积铜箔空白区域钻密集的孔以接到模拟地。

  此印制板上100M 的时钟信号线经过设计软件仿真分析,如图7 所示,信号传输基本没有受到干扰,达到电讯要求。生产的印制板经过调试显示,数字信号对模拟信号的干扰很小,参数指标良好。

  4 结束语

  混合电路PCB 设计是一个复杂的过程,元器件的布局、布线以及电源和地线的处理将直接影响到电路性能和电磁兼容性能,设计时要遵循一定的布线规则,才能使设计的PCB 板达到设计要求。

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