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數(shù)?;旌闲盘?hào)設(shè)計(jì)怎么優(yōu)化干擾

09/16 09:25
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模擬數(shù)據(jù)(Analog Data)是由傳感器采集得到的連續(xù)變化的值,例如溫度、壓力,以及目前在電話、無(wú)線電和電視廣播中的聲音和圖像。

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Digital Data)則是模擬數(shù)據(jù)經(jīng)量化后得到的離散的值,例如在計(jì)算機(jī)中用二進(jìn)制代碼表示的字符、圖形、音頻與視頻數(shù)據(jù)。

數(shù)字電路抗噪聲能力強(qiáng),在噪聲容限內(nèi),不影響系統(tǒng)的正常工作。而該噪聲對(duì)模擬信號(hào)而言,則往往是致命的,會(huì)造成系統(tǒng)的性能的大幅度下降。在數(shù)?;旌舷到y(tǒng)中,由于數(shù)字與模擬之間存在著電流回路,這就為數(shù)字噪聲進(jìn)入模擬系統(tǒng)提供了很好的途徑。如果處理不當(dāng),不但可能帶來(lái)嚴(yán)重的EMI問(wèn)題,還有可能導(dǎo)致模擬系統(tǒng)不能正常工作。

一般在數(shù)?;旌舷到y(tǒng)中,會(huì)存在以下幾個(gè)干擾因素:

1、數(shù)字信號(hào)線對(duì)模擬電路的干擾。做設(shè)計(jì)時(shí),如果沒(méi)有對(duì)數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)進(jìn)行規(guī)劃區(qū)分區(qū)域布局布線,將數(shù)字信號(hào)線布在模擬部分信號(hào)之上或者將模擬信號(hào)布在數(shù)字信號(hào)之上,就會(huì)導(dǎo)致數(shù)字信號(hào)線對(duì)模擬電路的干擾,常常這種干擾是感性的。

2、數(shù)字電源與數(shù)字地對(duì)模擬電路的干擾。在數(shù)?;旌掀骷?nèi)部,數(shù)字地和模擬地之間、數(shù)字電源與模擬電源之間是相互隔離的,但是對(duì)應(yīng)器件的正常工作而言,系統(tǒng)必須相對(duì)與一個(gè)統(tǒng)一的參考地,因此外部必須將二者連接在一塊。但是任何與數(shù)字地連接的外部阻抗都可以通過(guò)寄生電容將大量的數(shù)字噪聲耦合到芯片的內(nèi)部模擬電路,從而造成對(duì)模擬電路部分的干擾。同樣地,數(shù)字噪聲也可以通過(guò)數(shù)字電源耦合到IC內(nèi)部模擬電路部分。

針對(duì)這個(gè)干擾因素,可以對(duì)模擬地和數(shù)字地的進(jìn)行這2種處理:

1)采用單點(diǎn)接地或多點(diǎn)接地。為了避免數(shù)字地對(duì)模擬地的影響,將數(shù)字地與模擬地分割開,在地平面的適當(dāng)點(diǎn)用‘地連接橋’將兩種地連接在一起。

根據(jù)具體電路的情況采用多點(diǎn)連接或單點(diǎn)連接。對(duì)于模擬電路和數(shù)字電路只有一處連接的采用單點(diǎn)接地(例如只有一個(gè)AD或DA轉(zhuǎn)換器),對(duì)于有多處連接的采用多點(diǎn)接地(例如有多個(gè)AD或DA轉(zhuǎn)換器)。

2)分區(qū)不分割。模擬器件放置在模擬區(qū)、數(shù)字器件放置在數(shù)字區(qū),采用統(tǒng)一的地平面。這樣做的好處是:滿足了IC器件廠商對(duì)模擬地和數(shù)字地管腳低阻抗連接的要求,同時(shí)又不會(huì)形成環(huán)路天線或偶極天線而產(chǎn)生EMC問(wèn)題,最主要的保證了跨接信號(hào)的良好回流,目前越來(lái)越多的被用在AD或者DA器件的參考設(shè)計(jì)中。

3、相同模擬子電路之間的干擾。兩路的功能模塊之間會(huì)通過(guò)共同地或者電源互相干擾,可以采用單點(diǎn)接地或者將不同模塊的地完全隔開的方式來(lái)隔離干擾,對(duì)于電源一般則采用磁珠將不同模擬的電源隔離開來(lái)。

4、模擬發(fā)送電路對(duì)模擬接收電路的干擾。在通信系統(tǒng)中,發(fā)送電路和接收電路總是在一塊處理信號(hào),但是發(fā)送信號(hào)通常比接收信號(hào)強(qiáng)得多。因此,對(duì)發(fā)送電路和接收電路必須進(jìn)行隔離,否則微弱的接收信號(hào)會(huì)被發(fā)送電路串過(guò)來(lái)的強(qiáng)信號(hào)所淹沒(méi)。通常,我們可以通過(guò)電源、地平面,尤其是地平面進(jìn)行屏蔽隔離?;蛘呤拱l(fā)送電路盡量遠(yuǎn)離接收電路,截?cái)嗨鼈兊鸟詈贤緩健?/p>

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