浅谈混合电路PCB的抗干扰设计

　　传统设计将模拟电路和数字电路严格区分，然而在高速数模混合电路中，最好是采用多点接地，使用大面积的电源和地平面，以便为电源去耦提供低阻抗。而如何消除模拟信号和数字信号之间的干扰成了硬件设计的关键点之一。印制板设计时，布局、布线、内电层分割的设计规则应作为基本设计准则加以应用。

　　1、印制板的布局

　　印制板相近传输线上的信号之间由于电磁场的相互耦合而发生串扰，元器件的合理放置可以大大减小EMI问题。例如，敏感器件应远离高增益放大器的输出;开关电源模块既要远离敏感器件，又要远离高增益放大器电路;模拟电路和数字电路要分开放置，避免出现交错;模数转换器件则要放置在模拟电路和数字电路分区的交界处。根据频率和类型分割PCB上的电路，要仔细选择时钟电路的位置，避免出

　　现过长的时钟信号布线。通常的做法是按照信号流向安排各个功能模块，使布局便于信号流通，并尽可能保持信号方向一致。

　　2、印制板布线

　　在信号频率>10MHZ的情况下，印制板上的布线、过孔、器件封装等都会引起不可忽略的分布电感和电容。当布线长度大于噪声频率相应波长的1/20时，则会产生天线效应，噪声会通过印制线向外辐射。信号线上的过孔会引起大约0.5pF的电容，器件的封装材料本身也有可能引入大约2~6pF的电容，这些小的分布参数在高速电路中的作用不容忽视。

　　PCB设计时，电源、地的过孔应尽可能靠近器件的相应引脚，加粗电源线和地线宽度能减少环路电阻，同时应尽量使电源和地线走向和数据方向基本一致，有助于增强抗干扰能力。采用较窄的印制线(4~8mil)能增加高频阻尼和降低电容耦合。布线时要避免大的电流环路面积。采用多点接地使高频地阻抗更低。布线时应避免90°拐弯，因为90°拐弯会增加电容并导致传输线特性阻抗发生变化。保持相邻线迹之间的间距大于线迹的宽度能使串扰最小。

　　3、电源平面层的分割

　　为了提高不同电源之间的隔离度，使得数字部分的干扰尽可能少地传递到模拟信号部分，必须进行电源平面的分割。但是不恰当的分割也会造成信号回流路径不完整，影响数字信号的完整性。因此，电源平面层分割的原则是，要看分割后的信号回流路径是否被增大，回流信号对其他信号的干扰是否会增大。如果有条件，可以将电源平面分层设置，因为电源分层，出现信号跨平面层分割的情况会大大降低，能有效提高信号质量。

　　综合以上3个方面，在高速数模混合PCB实际设计当中，应当遵从以下几个要点：(1)将PCB区分为相对独立的模拟和数字部分;(2)元器件布局时区分模拟和数字部分;(3)只保留统一的地，模拟电路和数字电路使用公共地平面;(4)所有层中，模拟信号在电路板模拟部分布线，数字信号在数字部分布线，电路中的电流环路应保持最小;(5)电源线和地线应相互接近;(6)布线尽量不跨越分割电源间的间隙，如果不可避免地要跨分割电源布线，那么尽量将信号线布在紧邻大面积地平面的走线层上。