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為什麼在PCB設計中,模擬電路和數字電路區別那么大?
2019.12.24

文章来源:由「百度新聞」平台非商業用途取用"https://new.qq.com/omn/20191105/20191105A0365200.html"

工程領域中的數字設計人員和數字電路板設計專家在不斷增加,這反映了行業的發展趨勢。盡管對數字設計的重視帶來了電子產品的重大發展,但仍然存在,而且還會一直存在一部分與模擬或現實環境接口的電路設計。模擬和數字領域的布線策略有一些類似之處,但要獲得更好的結果時,由于其布線策略不同,簡單電路布線設計就不再是最優方案了。本文就旁路電容、電源、地線設計、電壓誤差和由PCB布線引起的電磁干擾(EMI)等幾個方面,討論模擬和數字布線的基本相似之處及差別。在布線時,模擬器件和數字器件都需要這些類型的電容,都需要靠近其電源引腳連接一個電容,此電容值通常為0.1uF。系統供電電源側需要另一類電容,通常此電容值大約為10uF。這些電容的位置如圖1所示。電容取值范圍為推薦值的110至10倍之間。但引腳須較短,且要盡量靠近器件(對于0.1uF電容)或供電電源(對于10uF電容)。在電路板上加旁路或去耦電容,以及這些電容在板上的位置,對于數字和模擬設計來說都屬于常識。但有趣的是,其原因卻有所不同。在模擬布線設計中,旁路電容通常用于旁路電源上的高頻信號,如果不加旁路電容,這些高頻信號可能通過電源引腳進入敏感的模擬芯片。一般來說,這些高頻信號的頻率超出模擬器件抑制高頻信號的能力。如果在模擬電路中不使用旁路電容的話,就可能在信號路徑上引入噪聲,更嚴重的情況甚至會引起振動。圖1在模擬和數字PCB設計中,旁路或去耦電容(0.1uF)應盡量靠近器件放置。供電電源去耦電容(10uF)應放置在電路板的電源線入口處。所有情況下,這些電容的引腳都應較短。圖2在此電路板上,使用不同的路線來布電源線和地線,由于這種不恰當的配合,電路板的電子元器件和線路受電磁干擾的可能性比較大。圖3在此單面板中,到電路板上器件的電源線和地線彼此靠近。此電路板中電源線和地線的配合比圖2中恰當。電路板中電子元器件和線路受電磁干擾(EMI)的可能性降低了67912.8倍或約54倍。對于控制器和處理器這樣的數字器件,同樣需要去耦電容,但原因不同。這些電容的一個功能是用作“微型”電荷庫。在數字電路中,執行門狀態的切換通常需要很大的電流。由于開關時芯片上產生開關瞬態電流并流經電路板,有額外的“備用”電荷是有利的。如果執行開關動作時沒有足夠的電荷,會造成電源電壓發生很大變化。電壓變化太大,會導致數字信號電平進入不確定狀態,并很可能引起數字器件中的狀態機錯誤運行。流經電路板走線的開關電流將引起電壓發生變化,電路板走線存在寄生電感,可采用如下公式計算電壓的變化:V=LdIdt。其中,V=電壓的變化;L=電路板走線感抗;dI=流經走線的電流變化;dt=電流變化的時間。因此,基于多種原因,在供電電源處或有源器件的電源引腳處施加旁路(或去耦)電容是較好的做法。(文章來源:OFweek)

關鍵字標籤:Teflon Pcb Board Manufacturer-Cheer Time

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