数模混合电路的PCB设计

这样，在每一个信号线的下方都能够提供一个直接的电流回流路径，或者采用光隔离器件、变压器等也能实现信号跨越分割间隙。但实际工作中PCB设计倾向于采用统一地，通过数字电路和模拟电路分区以及合适的信号布线，通常可以解决一些比较困难的布局布线问题，同时也不会产生因地分割带来一些潜在的麻烦。通过比较电路板测试结果，也会发现统一地的方案在功能和EMC 性能方面比分割地更优越。

在混合信号PCB板上通常有独立的数字和模拟电源，应该采用分割电源面，最好紧邻地平面且在地平面下。电源平面可能向空间可附件的电路耦合射频电流，为了减小这种耦合效应，要求电源平面物理上都比其相邻的地平面小20H(H 指电源和地平面层的距离)。

(3 )对于混合器件的处理。通常的混合器件有晶振，高速A D 器件等，在器件内部同时有数字电路和模拟电路两部分。一般将AGND 和DGND 引脚在外部都要连接到同一低阻抗的模拟地平面，而且引线要求尽量短，任何DGND 额外的阻抗都会通过寄生电容将更多的数字噪声耦合到器件内部的模拟电路中。当然这样做会使得转换器内部的数字电流流入模拟接地平面，但这样要比把转换器件的DGND 脚接到噪声数字接地平面带来的干扰要小得多。同接地一样，模拟和数字电源引脚也应该连接到模拟电源平面，并且要尽可能靠近每个电源引脚连接适当的旁路电容。必要情况下应将模拟电源引脚与数字电源引脚用跨接电感的方式隔离。

(4 )添加去耦电容。去耦电容可以消除高频干扰，由于电容器的容抗与频率成反比，因此将电容并联在信号与地线之间就起到对高频噪声的旁路作用。原则上将每个集成芯片都加上一个0.01mF~ 0.1mF 的陶瓷片电容，不仅能使芯片存储能量，提供和吸收该芯片的电路开门和关门瞬间的充放电能，还能旁路过滤掉该器件的高频噪声成分。在电源输入端加上一个10mF~100mF 的电解电容(最好是钽电容)，可以抑制电源的噪声干扰，当然加入的电容引线不能太长，因为电容的引线长度是一个十分重要的参数，引线越长，则感应电感越大，电容的谐振频率就越低，对高频噪声的频率过滤作用就会减弱，甚至消失，因此在高速PCB板设计时，要特别注意使电容器的引线尽量短，也就是使得电容尽可能地靠近芯片。

(5 )大面积覆铜箔接模拟地。在模拟电路部分覆大面积铜箔并在空白区域钻密集的孔接到模拟地，这样可以起到屏蔽隔离作用，从而减少模拟信号之间的相互干扰，而且还可以起到散热作用。

如图3 所示。

图3 铜箔钻孔接模拟地

(6 )电源线和地线要尽量短粗，尤其是跨接数字电源和模拟电源的磁珠上的线一定要加粗，因为除减小压降外，更重要的是降低耦合噪声。

3 混合电路的PCB 设计实例

图4 是一块设计好的有32 通道数字接收和转换的典型的数模混合电路的20 层电路板。最高频率是高速光纤信号达到2.5GHz.

此印制板布局上将模拟电路与数字电路分开，且每路通道之间也完全独立有一定间隔距离以保证每个通道模拟信号之间不会相互干扰。模拟电路尽量靠近电路板边缘放置，数字电路尽量靠近电源连接端放置，这样做可以降低由数字开关引起的di/dt效应。

在电源和地的划分上，此印制板模拟信号都走在表面层，而且尽可能走的短、少钻孔。紧邻模拟信号的第二层和第十九层都是完整的统一的模拟地平面，这样保证模拟信号有最佳的回流路径和阻抗，也不会出现跨分割地出现E M I 问题。高速信号层紧邻地平面层，重要信号线走带状线，并且对于时钟、复位敏感信号线走第三层，在两地平面之间。数字电源和模拟电源都有独立的层面，都进行了分割，但每个电源层也都紧邻地平面层。