一、器件布局
- 模擬電路應該與數字電路分開,使得它遠離開關噪聲。
- 高噪聲和高頻器件應該布局在靠近連接器/電源。圖 1 推薦的器件布局
- 每個部分(模擬和數字)使用獨立的地
- 盡量使用地平面
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如果沒有地平面,各個地的連接可使用” 星” 形布線
― 盡量提供獨立的地電流回路
― 對于小電流/低速信號的器件,回路可以共享(如U1和U2)
― 從頭到尾,地線應盡量寬(最窄要達到布線的有效寬度)
― 避免地線環(huán)路
― 數字電流不要穿過模擬器件
― 大電流和高速電流不要穿過模擬和低速器件。
― 任何情況下,布線長度盡量短,降低有效電感和電阻 - 當有地平面時,盡量使用其作為電流回路
- 為模擬部分提供獨立的地平面,模擬地平面和數字地平面分隔開。
- 避免因頂層的地平面和底層的地平面布線形成環(huán)路。
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在地平面上,地電流會走最短的路徑;如果信號線需要在地平面一邊走線,應該盡量短,
且垂直于地電流回路。 -
即使模擬和數字部分有獨立的地,只有一個電氣點能作為系統(tǒng)級的參考地,比如兩個地應該單點連接;這個點通常作為參考的地。連接最好使用一個磁珠或者電感,可以起到去耦作用
圖 2 星形地連接
三、旁路和去耦電容 - 旁路電容給高頻電流提供一個低阻抗的通路,降低電源線上的噪聲電流。通常, 0.1uF電容可以滿足,并應該離器件盡量近。
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一個去耦電容將兩個電路隔開;這樣可以有效的防止噪聲從一個電路傳到另一個??梢院鸵粋€電感一起使用,形成一個低通濾波。這種情況建議使用10uF電容,并應該離電源較近。
圖 3 旁路和去耦電容
- 盡管不如地平面那么重要,當然有電源平面會更好。
- 對于兩層板,電源平面可以用寬的走線來替代(寬度為其他走線的2到3倍)
- 重要和復雜的設計需要多層板。
- 這種情況下,建議地和電源平面使用不同的層。
- 由于很多元件是貼片器件,它們的連接位于電路板的外面一邊上(通常是頂層),所以內部層可以被指定為電源和地平面,從而利用層間分布電容。
- 如果超過4層板, 高速信號可以被保護在地和電源層之間。低速信號放在外層。
讓數字信號(尤其是高頻,高噪I/O或大電流)遠離模擬信號。即使走線和平面之間很小的電容也會耦合進足夠大的噪聲,不僅是基頻還有諧波。高阻抗的電線對電容耦合進來的噪聲非常敏感,尤其是來自臨近的走線上快速變化的電壓(比如數字時鐘)。為了減少電容,要增加兩條走線間的距離,減少兩條走線的長度和厚度。
圖 5 走線的推薦距離
- 為了使寄生電感電容最小,信號線通常來說應該盡量短。
- 為了使串擾最小,應該盡量避免信號線平行布線。如果不可避免,應擴大平行線間距為信號線寬度的3倍。
- 使電源和地線之間環(huán)路最?。ó敍]有地平面時),避免” 回路天線” 效應。
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通過圓形倒角來使輻射效應最小。圖 7 通過圓形倒角來使輻射效應最小
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