混合信号PCB的分区设计
环路的面积；第二个原则是系统只采用一个参考面。相反，如果系统存在两个参考面，就可能形成一个偶极（注：小型偶极天线的辐射大小与线的长度、流过的电流的大小以及频率成正比）；而如果信号不能通过尽可能小的环路返回，就可能形成一个大的环状天线（注：小型环状天线的辐射大小与环路面积、流过环路的电流的大小以及频率的平方成正比）。在设计中要尽可能避免这两种情况。
有人建议将混合信号电路板上的数字地和模拟地分割开，这样能实现数字地和模拟地之间的隔离。尽管这种方法可行，但是存在很多潜在的问题，在复杂的大型系统中问题尤其突出。关键的问题是不能跨越分割间隙布线，一旦跨越了分割间隙布线，电磁辐射和信号串扰都会飞速增加。在PCB设计中常见的问题是信号线跨越分割地或电源而产生EMI问题。
如图1所示，我们采用上述分割方法，而且信号线跨越了两个地之间的间隙，信号电流的返回路径是什么呢？假定被分割的两个地在某处连接在一起（通常情况下是在某个位置单点连接），在这种情况下，地电流将会形成一个大的环路。流经大环路的高频电流会产生辐射和很高的地电感，如果流过大环路的是低电平模拟电流，该电流很容易受到外部信号干扰。糟糕的是当把分割地在电源处连接在一起时，将形成一个非常大的电流环路。另外，模拟地和数字地通过一个长导线连接在一起会构成偶极天线。
了解电流回流到地的路径和方式是优化混合信号电路板设计的关键。许多设计工程师仅仅考虑信号电流从哪儿流过，而忽略了电流的具体路径。如果必须对地线层进行分割，而且一定要通过分割之间的间隙布线，可以先在被分割的地之间进行单点连接，形成两个地之间的连接桥，然后通过该连接桥布线。这样，在每一个信号线的下方都可提供一个直接的电流回流路径，从而使形成的环路面积很小。
采用光隔离器件或变压器也能实现信号跨越分割间隙。对于前者，跨越分割间隙的是光信号；在采用变压器的情况下，跨越分割间隙的是磁场。还有一种可行的办法是采用差分信号：信号从一条线流入从另外一条信号线返回，这样的一种情况下，不需要地作为回流路径。
要深入探讨数字信号对模拟信号的干扰必须先了解高频电流的特性。高频电流总是选择阻抗（电感），直接位于信号下方的路径，因此返回电流会流过邻近的电路层，而无论这个临近层是电源层还是地线层。
在实际工作中一般倾向于使用统一地，而将PCB分区为模拟部分和数字部分。模拟信号在电路板所有层的模拟区内布线，而数字信号在数字电路区内布线。在这种情况下，数字信号返回电流不会流入到模拟信号的地。
只有将数字信号布线在电路板的模拟部分之上或者将模拟信号布线在电路板的数字部分之上时，才会出现数字信号对模拟信号的干扰。出现这样一种问题并不是因没有分割地，真正的原因是数字信号的布线不适当。
PCB设计采用统一地，通过数字电路和模拟电路分区以及合适的信号布线，通常能解决一些很难的布局布线问题，同时也不会产生因地分割带来的一些潜在的麻烦。在这种情况下，元器件的布局和分区就成为决定设计优劣的关键。如果布局布线合理，数字地电流将限制在电路板的数字部分，不会干扰模拟信号。对这种的布线必须仔细地检查和核对，要保证百分之百遵守布线规则。否则，一条信号线走线不当就会彻底破坏一个本来相当的好的电路板。
在将A/D转换器的模拟地和数字地管脚连接在一起时，大多数的A/D转换器厂商会建议：将AGND和DGND管脚通过短的引线连接到同一个低阻抗的地上（注：因为大多数A/D转换器芯片内部没有将模拟地和数字地连接在一起，一定要通过外部管脚实现模拟和数字地的连接），任何与DGND连接的外部阻抗都会通过寄生电容将更多的数字噪声耦合IC内部的模拟电路上。按照这一个建议，需要把A/D转换器的AGND和DGND管脚都连接到模拟地上，但这种方法会产生诸如数字信号去耦电容的接地端应该接到模拟地还是数字地的问题。
如果系统仅有一个A/D转换器，上面的问题就很容易解决。如图3所示，将地分割开，在A/D转换器下面把模拟地和数字地部分连接在一起。采取该方法时，一定要保证两个地之间的连接桥宽度与IC等宽，并且任何信号线都不能跨越分割间隙。
如果系统中A/D转换器较多，例如10个A/D转换器怎样连接呢？如果在每一个A/D转换器的下面都将模拟地和数字地连接在一起，则产生多点相连，模拟地和数字地之间的隔离就毫无意义。而如果不这样连接，就违反了厂商的要求。
的办法是开始时就用统一地。如图4所示，将统一的地分为模拟部分和数字部分。这样的布局布线既满足了IC器件厂商对模拟地和数字地管脚低阻抗连接的要求，同时又不会形成环路天线或偶极天线而产生EMC问题。
如果对混合信号PCB设计采用统一地的做法心存疑虑，能够使用地线层分割的方法对整个电路板布局布线，在设计时注意尽量使电路板在后边实验时易于用间距小于1/2英寸的跳线欧姆电阻将分割地连接在一起。注意分区和布线，确保在所有的层上没有数字信号线位于模拟部分之上，也没有一点模拟信号线位于数字部分之上。而且，任何信号线都不能跨越地间隙或是分割电源之间的间隙。要测试该电路板的功能和EMC性能，然后将两个地通过0欧姆电阻或跳线连接在一起，重新测试该电路板的功能和EMC性能。比较测试结果，会发现几乎在所有的情况下，统一地的方案在功能和EMC性能方面比分割地更优越。
在以下三种情况可以用到这种方法：一些医疗设施要求在与病人连接的电路和系统之间的漏电流很低；一些工业过程控制设备的输出可能连接到噪声很大而且功率高的机电设施上；另外一种情况就是在PCB的布局受到特定限制时。
在混合信号PCB板上通常有独立的数字和模拟电源，能够而且应该采用分割电源面。但是紧邻电源层的信号线不能跨越电源之间的间隙，而所有跨越该间隙的信号线都必须位于紧邻大面积地的电路层上。在有些情况下，将模拟电源以PCB连接线而不是一个面来设计能够尽可能的防止电源面的分割问题。
5.在电路板的所有层中，数字信号只能在电路板的数字部分布线.在电路板的所有层中，模拟信号只能在电路板的模拟部分布线.实现模拟和
8.布线不能跨越分割电源面之间的间隙。9.必须跨越分割电源之间间隙的信号线要位于紧邻大面积地的布线.分析返回地电流实际流过的路径和方式。
间的相互干扰呢？在设计之前一定要了解电磁兼容（EMC）的两个根本原则：个原则是尽可能减小电流环路的面积；第二个原则是系统只采用一个参考面。相反，如果系统存在两个参考面，就可能形成一个偶极天线（注：小型偶极天线的辐射大小与线的长度、流过的电流的大小以及频率成正比）；
的布局时应考虑的内容。本文将涉及元件放置、电路板分层和接地平面方面的考量。本文讨论的准则为
系统布局的最佳性能时，正确管理电路板层和制定适当的接地方案也是系统设计人员一定考虑的关键点之一。制定元件平面
的设计很复杂，元器件的布局、布线以及电源和地线的处理将直接影响到电路性能和电磁兼容
作者：May Anne Porley，应用工程师和Kevin Chesser，产品应用工程师 摘要 本文详细说明在设计
的布局时应考虑的内容。本文将涉及元件放置、电路板分层和接地平面方面的考量。本文讨论的准则为
）接地。对于大多数应用，无需在接地层上切割的简单方法就能够正常的使用这种IC成功进行
走线，以最大限度地减少串扰问题。最后，我们继续考虑电源电流，最后讨论如何将我们学到的知识扩展到具有多个
上的数字、模拟和RF元件。该材料按主题领域排列，并提供“最佳实践”指导。它应与可能适用于特定组件的所有其他设计和制造指南结合使用，
设计要求对模拟和数字电路有基本的了解，以最大限度地减少（若无法防止的话）
干扰。构成现代系统的元件既有在数字域运行的元件，又有在模拟域运行的元件，必须精心设计以确保整个系统的
讨论接地，通常是制造商自己的评估板。将这些原理应用于多卡或多ADC/DAC系统时，就会让人感觉困惑茫然。
示波器系列功能比较强大，可通过数字荧光显示器和 125 种触发组合快速查找异常，检查是不是存在振铃和串扰等模拟效应。下面我们就来简单了解一下
上的数字、模拟和射频元件。内容按主题进行组织，提供“最佳实践”指南，应结合所有其它设计和制造指南加以应用，这些指南可能适用于特定的元件、
要求设计人员考虑众多元素。总体布局（组件间距，放置，方向等），接地，热量管理，干扰等。简而言之，设计师需要仔细考虑很多事情。当使用
的设计很复杂，元器件的布局、布线以及电源和地线的处理将直接影响到电路性能和电磁兼容性能。本文介绍的地和电源的
设计中，对电源走线有特别的要求并且要求模拟噪声和数字电路噪声相互隔离以避免噪声耦合，这样一来布局和布线的复杂性就增加了。
的设计很复杂，元器件的布局、布线以及电源和地线的处理将直接影响到电路性能和电磁兼容性能。本文介绍的地和电源的
设计的另一个难点是不同数字逻辑的器件慢慢的变多，比如GTL、LVTTL、LVCMOS及LVDS逻辑，每种逻辑电路的逻辑门限和电压摆幅都不同，但是，这些不同逻辑门限和电压摆幅的电路必须共同设计在一块
的设计很复杂，元器件的布局、布线以及电源和地线的处理将直接影响到电路性能和电磁兼容性能。
设计的另一个难点是不同数字逻辑的器件慢慢的变多，比如GTL、LVTTL、LVCMOS及LVDS逻辑，每种逻辑电路的逻辑门限和电压摆幅都不同，但是，这些不同逻辑门限和电压摆幅的电路必须
所有电流必须有流回源的回路。该回路的产生会自动寻找最小阻抗的路径。通常在具有电源/地层平面的
电路板上的数字地和模拟地分割开，这样能实现数字地和模拟地之间的隔离。尽管这种方法可行，但是存在很多潜在的问题，在复杂的大型系统中问题尤其突出。最关键的问题是不能跨越分割间隙布线
设计的另一个难点是不同数字逻辑的器件慢慢的变多，比如GTL、LVTTL、LVCMOS及LVDS逻辑，每种逻辑电路的逻辑门限和电压摆幅都不同，但是，这些不同逻辑门限和电压摆幅的电路必须
后才能安装系统，形象点的说比如windows里C:,D:之类的东西；如果你要问硬盘为什么要
，我也说不上来很严格的原因，首先从使用习惯上来讲，我们不希望数据杂乱无章堆积在一起。
应用的一些讨论。资料提供最佳实践指南，应结合所有其它设计和制造指南加以应用，这些指南可能适用于
间的相互干扰呢？在设计之前一定要了解电磁兼容(EMC)的两个根本原则：第一个原则是尽可能减小电流环路的面积；第二
的设计很复杂，元器件的布局、布线以及电源和地线的处理将直接影响到电路性能和电磁兼容性能。本文介绍的地和电源的
的设计很复杂，元器件的布局、布线以及电源和地线的处理将直接影响到电路性能和电磁兼容性能。本文介绍的地和电源的
