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模仿电路和数字电路在PCB规划中的差异详解

模拟电路和数字电路在PCB设计中的区别详解-在模拟布线设计中,旁路电容通常用于旁路电源上的高频信号,如果不加旁路电容,这些高频信号可能通过电源引脚进入敏感的模拟芯片。

(文章来历:OFweek)

工程范畴中的数字规划人员和数字电路板规划专家在不断添加,这反映了职业的开展趋势。虽然对数字规划的注重带来了电子产品的严峻开展,但仍然存在,并且还会一向存在一部分与模仿或实际环境接口电路规划。模仿和数字范畴的布线战略有一些类似之处,但要取得更好的成果时,因为其布线战略不同,简略电路布线规划就不再是最优计划了。

本文就旁路电容、电源、地线规划、电压差错和由PCB布线引起的电磁搅扰(EMI)等几个方面,评论模仿和数字布线的根本相似之处及不同。在布线时,模仿器材和数字器材都需求这些类型的电容,都需求接近其电源引脚衔接一个电容,此电容值一般为0.1uF。体系供电电源侧需求另一类电容,一般此电容值大约为10uF。

这些电容的方位如图1所示。电容取值规模为推荐值的1/10至10倍之间。但引脚须较短,且要尽量接近器材(关于0.1uF电容)或供电电源(关于10uF电容)。

模仿电路和数字电路在PCB规划中的差异详解

电路板上加旁路或去耦电容,以及这些电容在板上的方位,关于数字和模仿规划来说都归于知识。但风趣的是,其原因却有所不同。

在模仿布线规划中,旁路电容一般用于旁路电源上的高频信号,假如不加旁路电容,这些高频信号或许经过电源引脚进入灵敏的模仿芯片。一般来说,这些高频信号的频率超出模仿器材按捺高频信号的才能。假如在模仿电路中不运用旁路电容的话,就或许在信号途径上引进噪声,更严峻的状况乃至会引起振荡

在模仿和数字PCB规划中,旁路或去耦电容(0.1uF)应尽量接近器材放置。供电电源去耦电容(10uF)应放置在电路板的电源线入口处。一切状况下,这些电容的引脚都应较短。

模仿电路和数字电路在PCB规划中的差异详解

在图2此电路板上,运用不同的道路来布电源线和地线,因为这种不恰当的合作,电路板的电子元器材和线路受电磁搅扰的或许性比较大。

模仿电路和数字电路在PCB规划中的差异详解

在图3此单面板中,到电路板上器材的电源线和地线互相接近。此电路板中电源线和地线的合作比图2中恰当。电路板中电子元器材和线路受电磁搅扰(EMI)的或许性下降了679/12.8倍或约54倍。关于控制器和处理器这样的数字器材,相同需求去耦电容,但原因不同。这些电容的一个功用是用作“微型”电荷库。

在数字电路中,履行门状况的切换一般需求很大的电流。因为开关时芯片上发生开关瞬态电流并流经电路板,有额定的“备用”电荷是有利的。假如履行开关动作时没有满足的电荷,会形成电源电压发生很大改动。电压改动太大,会导致数字信号电平进入不确定状况,并很或许引起数字器材中的状况机过错运转。

流经电路板走线的开关电流将引起电压发生改动,电路板走线存在寄生电感,可选用如下公式核算电压的改动:V = LdI/dt。其间:V = 电压的改动,L = 电路板走线感抗,dI = 流经走线的电流改动,dt =电流改动的时刻。因而,根据多种原因,在供电电源处或有源器材的电源引脚处施加旁路(或去耦)电容是较好的做法。

电源线和地线的方位杰出合作,能够下降电磁搅扰的或许性。假如电源线和地线合作不妥,会规划出体系环路,并很或许会发生噪声。电源线和地线合作不妥的PCB规划示例如图2所示,此电路板上,规划出的环路面积为697cm?。选用图3所示的办法,电路板上或电路板外的辐射噪声在环路中感应电压的或许性可大为下降。

电路板布线的根本知识既适用于模仿电路,也适用于数字电路。一个根本的经历准则是运用不间断的地平面,这一知识下降了数字电路中的dI/dt(电流随时刻的改动)效应,这一效应会改动地的电势并会使噪声进入模仿电路。

数字和模仿电路的布线技巧根本相同,但有一点在外。关于模仿电路,还有别的一点需求留意,便是要将数字信号线和地平面中的回路尽量远离模仿电路。这一点能够经过如下做法来完成:将模仿地平面独自衔接到体系的衔接端,或许将模仿电路放置在电路板的最远端,也便是线路的结尾。这样做是为了坚持信号途径所遭到的外部搅扰最小。关于数字电路就不需求这样做,数字电路可容忍地平面上的很多噪声,而不会出现问题。
      (责任编辑:fqj)

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