如何降低數模設計過程中的數模幹擾?
發布時間:2016-09-26 責任編輯:susan
【導讀】數(shu)模(mo)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)要(yao)避(bi)免(mian)照(zhao)搬(ban)經(jing)驗(yan)和(he)規(gui)則(ze),但(dan)要(yao)徹(che)底(di)講(jiang)清(qing)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti),首(shou)先(xian)要(yao)明(ming)白(bai)數(shu)模(mo)幹(gan)擾(rao)的(de)機(ji)理(li),數(shu)字(zi)對(dui)模(mo)擬(ni)的(de)影(ying)響(xiang)可(ke)以(yi)分(fen)為(wei)串(chuan)擾(rao)和(he)共(gong)阻(zu)抗(kang)耦(ou)合(he)兩(liang)種(zhong)情(qing)況(kuang)。

1、串擾
chuanraoyibanshitongguoshuziyumonixinhaoxianjiandefenbucanshuxianghuyingxiang,buguozhegewentizhishaomuqianyijingbushihentuchule。yinweishuzixinhaoyaobuzhizaishuziquyu,monixinhaoyaobuzhizaimoniquyu,kongjianshangdouyijingzuolegeli,yincifengxianyejianshaole。
2、共阻抗耦合
gonggongzukangouheshizhiyouyusaoraoyuanyuminganbuweigongyongyigexianluzukangerchanshengde。dangshuzixinhaoyumonixinhaogongdishi,youyudixianzaigaopinshicunzaiyidingdezukang,yincishuzixinhaohuiliuliuguoshijiangchanshengyigeyajiang,zhejiushigongmodianyayuan。
此ci時shi,如ru果guo共gong模mo電dian流liu流liu經jing模mo擬ni區qu域yu,在zai模mo擬ni區qu域yu地di上shang產chan生sheng壓ya降jiang,這zhe個ge電dian壓ya如ru果guo疊die加jia在zai模mo擬ni信xin號hao上shang,便bian會hui影ying響xiang模mo擬ni信xin號hao,這zhe就jiu是shi數shu模mo共gong阻zu抗kang幹gan擾rao的de機ji理li。
根據對共阻抗耦合的原因分析,解決辦法如下:
A、降低GND阻抗,降低共模電壓源;
B、避免數字GND產生的共模電流流經模擬區域。
對於降低GND阻抗,極端點的阻抗為零,此時即使數字信號回流流過,也不會產生共模電壓源,因此,也不會影響模擬信號。
但是,實際情況是做不到GND零阻抗的,唯一的手段就是使其無限製的降低,如使用GND平麵、GND平麵減少分割、GND平麵長寬比小於3等等。
對(dui)於(yu)使(shi)數(shu)字(zi)地(di)產(chan)生(sheng)的(de)共(gong)模(mo)電(dian)流(liu)不(bu)流(liu)經(jing)模(mo)擬(ni)區(qu)域(yu),數(shu)模(mo)分(fen)割(ge)啟(qi)示(shi)就(jiu)是(shi)這(zhe)個(ge)初(chu)衷(zhong)。但(dan)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)是(shi),有(you)很(hen)多(duo)的(de)案(an)例(li)都(dou)對(dui)數(shu)字(zi)與(yu)模(mo)擬(ni)進(jin)行(xing)了(le)分(fen)割(ge),但(dan)仍(reng)然(ran)不(bu)能(neng)解(jie)決(jue)數(shu)字(zi)對(dui)模(mo)擬(ni)的(de)幹(gan)擾(rao)。
在zai此ci,需xu要yao鄭zheng重zhong強qiang調tiao一yi點dian,如ru果guo隻zhi想xiang通tong過guo數shu模mo分fen割ge就jiu解jie決jue數shu字zi對dui模mo擬ni的de影ying響xiang,是shi不bu見jian樹shu木mu不bu見jian森sen林lin的de錯cuo誤wu做zuo法fa。數shu模mo分fen割ge需xu要yao從cong係xi統tong架jia構gou上shang做zuo深shen度du分fen析xi,比bi如ru塑su料liao或huo金jin屬shu機ji箱xiang、係統接地點、模擬區域有無I/O線纜等等。
例如:
對於塑料機箱,如果模擬區域有I/O電纜,此時數字模擬分割不一定能解決問題。因為數字信號在GND上產生的共模噪聲會因為I/O電纜與參考接地平板的分布參數形成環路,此時共模電流也將流經模擬區域,所以這種分割存在很大的風險。
對於金屬外殼的產品,因為單板需要接地,因此重點需要關注接地點,即接地點的設置要避免數字區域共模電流流經模擬區域。
對於模擬區域無I/O的線纜的情況,在進行數字與模擬分割後,可以在A/D芯片數字與模擬GND上設置接地點,避免數字區域的共模電流流經模擬區域。
但對於模擬區域有I/O線纜的情況,因為線纜對地的分布參數,因此,存在共模電流流經模擬區域的風險,此時還需要充分考慮I/O線纜的長度,如音頻耳機線因為比較短,可能分割後風險不大,但是,如果線纜很長的情況下,即使風格也有很大的風險。
任ren何he事shi物wu沒mei有you絕jue對dui正zheng確que性xing,數shu模mo分fen割ge同tong樣yang如ru此ci,如ru果guo涉she及ji不bu好hao,會hui產chan生sheng負fu麵mian效xiao果guo,比bi如ru跨kua分fen割ge布bu線xian等deng等deng。另ling外wai,高gao頻pin時shi即ji使shi分fen割ge了le,分fen割ge之zhi間jian存cun在zai分fen布bu參can數shu,因yin此ci,也ye不bu能neng形xing成cheng完wan全quan意yi義yi上shang的de分fen割ge。
初學者或對EMC一知半解的工程師,如果對數模風格把握不準,建議盡量少分割或幹脆不分割,以保證GND平麵完整,降低GND平麵阻抗,同樣可以減小數字對模擬幹擾的風險。
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