PCB设计电路种类区分

time : 2019-07-11 09:38       浣滆咃細鍑′嚎pcb

在讲解数模混合PCB设计布局规则之前,现对终端板上的干扰源、敏感电路做以及干扰途径一个区分,了解这些干扰源和敏感电路能够帮助我们正确制定布局和布线方案,另外对干扰途径的理解至关重要。
PCB设计
1. PCB模拟电路
对于终端产品,模拟电路包括所有射频电路、射频电源、射频控制电路、数模转换电路、音频电路。所用以上模拟电路都是敏感电路,其中特别需要关注的敏感电路包括频终电路(包括本振信号、频综电路的电源以及控制信号)、接收前端电路、音频电路。
2. PCB干扰源
干扰源包括所有数字电路、大功率射频电路(功放、天线和其他大功率射频电路)。其中特别需要关注的干扰源包括时钟电路、开关电源、大电流的电源线、功放电路、天线电路。对于功放、天线等射频信号的干扰在本规范射频PCB设计部分分析。
3. 干扰途径
对于数模混合设计需要关注的干扰途径包括:空间辐射、电源地(平面或走线)、数模转换电路、模拟电路的各种控制信号。
(1)空间辐射:相互靠近的电路之间会通过辐射产生串扰,这与数字信号串扰的概念是相同的,但需要注意的是,模拟信号能够容忍的串扰要远远小于数字信号,因此有必要在布局阶段就对串扰进行控制。减小空间辐射的方式一般是拉远布局的距离合使用屏蔽盒。
(2)电源地:电源地是数字与模拟电路公共的回路,因此干扰干扰信号可能通过电源地导体传导到敏感电路。控制电源地串扰的方式是合理使用滤波器件和电源地分割。
(3)数模转换电路:是模拟于数字信号的接口,如果布局或布线处理不当,比如数字与模拟电路布局分区不明确、走线交错,就可能引起串扰。
(4)模拟控制信号:理想的模拟器件应该是控制信号与模拟电路在器件内部是隔离的,控制信号只要能保证正确的逻辑电平即可。但器件往往做不到这一点,控制信号上的干扰号可能直接耦合到模拟电路中。解决方式是尽量降低模拟电路控制信号受到的干扰,合理使用滤波器件。
三、数模混合PCB设计的布局规则
规则 1:模拟器件布局在模拟区。
规则 2:数字器件布局在数字区。
规则 3:数模混合芯片作为模拟器件处理,布在模拟区域,但数字接口需要靠近对应的数字器件布局。
规则 4:以下电路尽可能使用屏蔽盒进行保护
1. 接收前端电路,包括天线到接受芯片之间的滤波器、LNA、阻抗匹配电路等。
2. 频率源电路:VCO、锁相环芯片、环路滤波器、晶振等电路。
3. 功放电路。在布局时尽可能是不同的电路有独立的供电路径
规则 5:在电源进入模拟区之前放置滤波电容
规则 6:数字电源与模拟电源从不同的方向进行供电。
规则 7:同一方向供电路径采用从大信号到小信号的路径进行供电。
从大到小的供电路径可以减小大信号的回路对小信号电路的干扰。
规则 8:对于功放电源走线应尽可能短,减小线路压降。
较早期的手机电池连接器一般设计在手机板中部,上面为射频电路,下面为数字电路,如图所示:
这样布局的好处在于射频与数字部分供电路径独立,攻放的供电路径短。
规则 9:电源模块在布局和布线时,根据功耗情况,预留散热铜皮区域。
规则 10:布局是为重要的管脚预留接地过孔的空间。
射频器件的接地管脚需要就近接地,并且需要连接到射频信号的参考层,比如如果对第二层进行了挖空处理,那么接地管脚就必须就近连接到第三层。
规则 11:滤波电容靠近性电源模块的管脚,高频滤波电容更靠近管脚。