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PCB电路模拟设计

2019-10-09 点击量:

     设计模拟电路时存有许多无法描述的设计要素,会以导线形式、浮游容量等形态造成电路特性变动,为了确保电路的可靠性,因此必须将这些设计要素充分纳入电路设计、封装设计与电路板设计,如下图所示。  

     设计模拟电路时的主要项目 
     对模拟电路进行设计时,主要有以下几种方法。
     1:单级放大电路
     对于单级放大电路设计,其接地点一般选择为放大器输出端,而使信号源与地隔离。这样可使负载免受地电位差的影响,从而抑制了噪声干扰。此外,对于单级放大电路,应单点接地。而一般电子设备低电平级电路是易受干扰电路,多级电路应采用串联式单点接地,其接地点选择在低电平级电路的输入端,以便电路受地电位差的干扰最小。 
     2: A/D、D/A器件 
     由于A/D、D/A器件易受干扰,所以须单独布置元器件。由于器件本身同时存在模拟电路和数字电路,故电源与地应做到模拟与数字相分离。而且这类器件电源与其他供电电路,应采用滤波器隔离技术以减少其他电路的干扰。同时可以选用光电耦合器提高器件抗干扰能力,减少传输损耗及干扰。这样,可以将转换器直接安装到传感器上,以减少线路干扰。 
     3: 积分反馈电路 
     积分反馈电路通常需要一个小电阻(约560Ω)与每个大于10pF的积分电容串联。在反馈环外面不使用主动电路进行滤波或控制EMC的RF带宽,而只能使用被动元件(最好为RC电路)。仅仅在运放的开环增益比闭环增益大的频率下,积分反馈方法才有效。在更高的频率下,积分电路不能控制频率响应。 
     4: 去耦 
     模拟IC的电源和地参考引脚,需要高质量的RF去耦,这一点与数字IC一样。但是模拟IC通常需要低频的电源去耦,因为模拟元件的电源噪声抑制比(PSRR)在高于1kHz后增加很少。在每个运放、比较器和数据转换器的模拟电源走线上都应该使用RC或LC滤波。电源滤波器的拐角频率应该对器件的PSRR拐角频率和斜率进行补偿,从而在整个工作频率范围内获得所期望的PSRR。对于高速模拟信号,根据其连接长度和通信的最高频率,传输线技术是必需的。即使是低频信号,使用传输线技术也可以改善其抗干扰性,但是没有正确匹配的传输线将会产生天线效应。 
     5: 差模方式 
     由于大部分的辐射是由共模电压和电流产生的,并且因为大部分环境的电磁干扰都是由共模问题产生的,因此在模拟电路中使用平衡的发送和接收(差分模式)技术将具有很好的EMC效果,而且可以减少串扰。平衡电路(差分电路)驱动不会使用0V参考系统作为返回电流回路,因此可以避免大的电流环路,从而减少RF辐射。 
     6. 其他方法 
     模拟电路设计的其他方法,见下图。

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