模拟电路与数字电路 PCB设计中模拟电路和数字电路区别为何那么大( 二 ) 电路

电路板布线的基本知识既适用于模拟电路，也适用于数字电路。经验的一个基本规则是使用不间断的接地层。这种常识降低了数字电路中的dI/dt效应，这种效应会改变地电位，并导致噪声进入模拟电路。
数字电路和模拟电路的接线技巧基本相同，除了一点。对于模拟电路，还有一点需要注意，那就是数字信号线和接地层的环路尽量远离模拟电路。
这可以通过将模拟接地层单独连接到系统接地连接端子，或将模拟电路放置在电路板的最远端，即电路的末端来实现。
这样做是为了将信号路径上的外部干扰降至最低。这对于数字电路来说不是必需的，数字电路可以毫无问题地容忍接地层上的大量噪声。

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图4
图4将数字开关动作与模拟电路隔离开来，并将电路的数字和模拟部分分开。为了尽可能地将高频和低频分开，高频部件应该靠近电路板的连接器。

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图5
在PCB上铺设两条紧密的走线很容易形成寄生电容。由于该电容的存在，一条走线上的快速电压变化会在另一条走线上产生电流信号。

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图6
如果不注意走线的摆放，PCB中的走线可能会产生线感和互感。这种寄生电感对包括数字开关电路在内的电路的运行非常有害
组件的位置
如上所述，在每个PCB设计中，电路的噪声部分和“安静”部分应该分开。
一般来说，数字电路“富含”噪声，对噪声不敏感。相反，模拟电路的电压噪声容限要小得多。其中，模拟电路对开关噪声最为敏感。
在混合信号系统的接线中，这两个电路应该分开，如图4所示。
印刷电路板设计产生的寄生元件
在PCB设计中很容易形成两种可能引起问题的基本寄生元件:寄生电容和寄生电感。设计电路板时，将两条走线靠近放置会产生寄生电容。
您可以这样做:在两个不同的楼层上，将一个迹线放置在另一个之上；或者在同一楼层，将一个轨迹放在另一个轨迹旁边，如图5所示。
在这两种走线配置中，一条走线上的电压随时间的变化可能会在另一条走线上产生电流。如果另一条走线是高阻抗的，电场产生的电流将转化为电压。快速电压瞬变最常发生在模拟信号设计的数字端。如果具有快速电压瞬变的走线接近高阻抗模拟走线，该误差将严重影响模拟电路的精度。在这种环境下，模拟电路有两个缺点:其噪声容限远低于数字电路；高阻抗走线很常见。这种现象可以通过采用以下两种技术之一来减少。最常见的技术是根据电容方程改变走线之间的尺寸。要改变的最有效的尺寸是两条迹线之间的距离。
需要注意的是，变量d在电容方程的分母中，其中d增加，容抗减小。另一个可以改变的变量是两条轨迹的长度。在这种情况下，长度l减小，两条走线之间的容抗也减小。另一种技术是在这两条走线之间铺设地线。地线的阻抗很低，再增加一条这样的走线会削弱电场，造成干扰，如图5所示。电路板产生寄生电感的原理与形成寄生电容的原理相似。它也是一块有两条轨道的布。在两个不同的楼层上，一个轨道放置在另一个之上；或者在同一楼层，将一个轨迹放在另一个轨迹旁边，如图6所示。
在这两种接线配置中，一条接线上的电流随时间变化，由于这条接线的感抗，同一条接线上会产生电压；由于互感，另一条走线上会产生比例电流。如果第一条走线上的电压变化足够大，干扰可能会降低数字电路的电压容差并导致误差。