高速数模混合电路的信号完整性分析和PCB设计

在时钟频率不断提高的电子系统过程中，信号完整性问题逐渐出现，如时序不正确、传输线反射不正确等，严重影响电路系统的正常运行。此外，PCB上的走线变得非常紧凑，会产生串扰噪声，信号传输效果不佳。对于高速数模混合电路，应根据信号运行的实际情况，合理实施PCB设计，解决信号完整性问题，不断提高信号传输质量，为不同领域的发展提供重要信息源。行业和领域。

高速数模混合电路的信号完整性

信号完整性是指信号线上的信号质量。为了保证信号的完整性，必须满足一定的要求，包括空间完整性保险和相应的电路要求。例如，为了最大化输入，必须满足低电平的要求。此外，必须获得时间完整性，并且必须留出最少的电路维护时间。

• 影响电路信号完整性的因素

1）。延迟

一般来说，信号传输依赖于PCB上的引线，在传输过程中可能会造成传输延迟。一旦传输的信号发生延迟，就会影响电路系统的时序，进而影响信号的完整性。传输延迟与引线长度和相邻介质的介电常数等因素有关。

2）。反射和串扰噪声

在电路系统运行过程中，如果信号网络出现过孔过孔和弯曲问题，就会产生反射噪声。而如果电路网络与配电系统之间发生电磁耦合，则会产生串扰噪声，从而干扰信号，影响信号传输。

• 电路信号完整性需要解决的问题

1）。配电

在高速数模混合电路板设计过程中，必须从头到脚分析配电网络。它需要为包含 VCC 和接地的低噪声电路提供必要的电源。此外，它还必须提供相应的信号电路，以在PCB上产生和接收的信号为主要对象。

2）。 EMC的串扰问题及应用

串扰是指走线之间的冗余信号耦合，具有电容和电感的特性。电容串扰是信号线之间的电容耦合，一旦不同的线路相互靠近，就会产生串扰问题。电感串扰是冗余变压器线圈之间的信号耦合，在电流环路的作用下会产生串扰问题。在EMC（电磁兼容性）的帮助下，各种电气设备和系统都可以存在于电磁环境中。从某些角度来看，电路系统信号不会因为EMC的影响而受到影响，不会破坏可用的性能和功能，导致周围环境中的电磁量很大，影响相邻设备的正常运行。

高速数模混合电路PCB设计

基于对 EMC 的全面了解，必须遵守规则。在PCB设计时，要求电流环所捕获的面积尽可能小，以保证电路信号能够顺利通过，避免大型环形天线。此外，在设计过程中不能使用多个参考平面，避免形成偶极天线，以免影响信号传输。

• 布局和布线

在组件布局期间，模拟电路和数字电路应相互隔离。以数字信号为例，路由是在数字电路内部实现的。因此，数字信号不会进入模拟信号区域，以免干扰模拟信号，影响信号的正常传输。如果走线频率相对较高，则需要手动布线。因此，应注意输入和输出连接器的放置位置，模拟电路和数字电路的布线必须处理好，避免相互影响。应采用低阻抗的电源和接地网络，以避免数字电路引线产生较大的感抗和模拟线路上的电容耦合。另外，如果数字电路的频率比较高，而模拟线路的灵敏度比较强，则需要相互保持一定的距离。

• 电源线和地线

在设计过程中，必须对地线进行合理的布线和处理，以提高电路性能。在优化高速数模混合电路设计时，必须从电路接地的角度完全理解该方法。如果需要划分地平面线，则必须跨越间距布线。需要单点连接来连接分开的地并建立连接桥。基于通过连接桥的路由优化，必须在每条信号线下方布置直接电路回流路径。当然，可以应用光隔离设备来跨场划分信号间距。在PCB设计过程中，应综合运用数字电路和模拟电路，注意电路信号路由，以有效处理实际问题。对高速数模混合PCB测试结果进行全面分析，优化设计方案，灵活应用EMC，合理设计PCB。另外，在混合信号PCB方面，必须获得独立的数字和模拟电源，并且必须借助分离的电源面来控制电源面。

• 混合设备的处理

一般来说，混合器件都有晶体振荡，器件内部由数字电路和模拟电路组成。在设计过程中，DGND 和 AGND 的引脚应连接到相同的低阻抗，并且引线应尽可能短，以确保所有 DGND 都能通过。虽然转换器内部的数字电流会进入模拟地平面，但不会对信号产生较大的干扰，可以保证信息的正常传输。基于此，数字和模拟电路的引脚需要连接到模拟电源平面并靠近旁路电容。

有用资源：
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