|
电路设计漫谈之12：高频喜欢低感抗，低频喜欢低(电)阻抗 - 再谈接地 混合电路性能的好坏取决于 1）电路本身 2）PCB设计。再好的电路图设计，没有相应的PCB设计做支持也难以达到预定设计要求。大家都知道地参考平面分割，单点接地等基本要求。但有时做到了这些为什么还是达不到想象的性能？据本人的经验感觉需要掌握以下几条
1）最小信号回路原则：最小的阻抗回路for低频信号，最小的感抗回路for高频信号。
2）信号域布线隔离：数字与模拟，大信号与小信号之间避免重叠 对于第一点，参见图一所示。同样从A到B的一条信号线，低频去时从PCB的trace走，回来时从图示红色最短的电阻通路。而高频回来时则沿着trace下边的地平面回来，因为这时来去包围的面积最小，电感最小！如果信号跨过地平面上的一个开口或者地的不连续区域，则来的信号就在此形成一个回路，这容易产生干扰。所以高频（模拟信号）要在布在自己的连续参考平面上。
对于第二点，只是分割地平面还不行，还要考虑不同域的信号不要有交叉，不要布线在别的域上边。图二下边两个分割是正确的。右边那个虽然没分割，但遵从了上边的原则2），一样产生满意的效果。左上图那个虽然分割了，但数字信号布线在了模拟域上，在圆圈所示的两个区域存在相互干扰的loop。对于有A/D，D/A的混合系统，最理想的方式是转换器件放在模拟与数字域相连部分的上边。如左下图所示。即使由于各种原因做不到，也至少采用右上图方式：数字线沿着自己的参考平面从数模连接处进出。切忌随意采用左上图的方式。 电源平面的准则比较清晰： 坚决反对大电源平面策略。严格采用树形电源分配。树根在电源的入口。
这点有的dx可能有异议，有经验的dx能准确感觉到信号的来回通路，并能通过布局实现相互的隔离和串扰，也可以不遵守本条。但对于你我还没掌握到那个火候时，还是遵循点简单明了的策略为妙。 对于大电流大功率电路部分，除了电源树形配电外，地平面也要树形连接到电源的入口处。
大量的文章书籍讲来讲去无非就是让你记住一点：信号是有回路的。信号在电路图中的表示和接地符号容易产生误导：让人感觉信号去了就不回来了。它是有去有回的，回来的通路就是地参考平面。如果这个地平面是理想的0电位，生活就很美好了（但你我电子工程师也就没有饭碗了）。串扰，噪声等等都是因为这个非理想地引起的：它有阻抗有感抗，能叠加干扰到别人身上，又能感应传导的（公用通路引起）和辐射的（回路）串扰到自己的回路。从30/40年代有人开始研究这些机理，到了本世纪还有人出书出文章赖以为生。千万别像费尔马大定理一样有人彻底解决了，弄得好多数学家没了饭碗:-) 附图参见下边的帖子
| 
发表于 2014-11-29 17:59:43
/3 
