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電子產(chǎn)品開發(fā)模擬設(shè)計
模擬設(shè)計–避免常見的陷阱
在我們現(xiàn)代的數(shù)字時代，模擬設(shè)計技能經(jīng)常被忽略。盡管模擬起源于1827年的歐姆斯定律，但當今的物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動世界仍然是模擬的，這些專家技能對于電子設(shè)計團隊比以往任何時候都更為重要。
對于數(shù)字工程師而言，在設(shè)計中添加模擬電路可能是艱巨的任務(wù)。
1濾波敏感的模擬電源網(wǎng)
用于敏感模擬電路的電壓軌應清潔且噪聲低。
對于混合信號PCB，數(shù)字組件和穩(wěn)壓器的切換會導致電源軌上的高頻噪聲。如果不進行濾波，則可以將其耦合到模擬組件中，并影響電路的精度和穩(wěn)定性。使用無源低通濾波是一種減少模擬Vcc電源軌上高頻噪聲的簡單方法。
如果要供電的組件是低電流，則可以使用串聯(lián)電阻器和并聯(lián)電容器電路。否則，請改用電感器/鐵氧體和電容器的組合。這些電路中的每一個都將阻止高頻（即噪聲），但允許低頻（即，電流為模擬組件供電）。
可以混合使用多個電容值（例如并聯(lián)的100nF，10nF和1nF）來創(chuàng)建一個低通濾波器，該濾波器將在更寬的帶寬內(nèi)有效運行。
2過濾模擬信號
混合信號板上的敏感模擬信號應進行濾波。使用鐵氧體和電容器的低通濾波器將消除通常由數(shù)字開關(guān)噪聲引起的高頻成分，否則這些噪聲可能會耦合到模擬集成電路中。
電容值和鐵氧體規(guī)格創(chuàng)建一個截止頻率，這一點很重要，它既可以保留目標模擬信號，又可以消除高頻噪聲。
如果模擬信號進入ADC的輸入，則采樣頻率應為低通濾波器截止頻率的兩倍以上。這樣可確保ADC測量不會出現(xiàn)混疊。
3在混合信號組件上過濾數(shù)字信號
在混合信號板上，諸如ADC和DAC之類的模擬組件也具有諸如通信接口之類的數(shù)字連接。
噪聲可能從這些數(shù)字信號耦合到芯片內(nèi)部的模擬電路。減少這種情況的一種方法是在數(shù)字線路上向ADC或DAC添加鐵氧體或電阻。這有助于減慢數(shù)字信號的邊緣并降低高頻噪聲。
自然，電阻器或鐵氧體的規(guī)格應考慮到特定數(shù)字信號所需的上升/下降時間。直到信號完整性和時序變差之前，信號邊緣才可能變慢。
圍繞混合信號IC的數(shù)字信號的另一個考慮因素是，數(shù)字PCB走線的布線方式應使其與模擬信號分開，并且也不應在模擬組件下方通過。
一個相關(guān)的概念是，如果在混合信號設(shè)計中使用數(shù)字組件（例如比較器），則選擇不比您所需的速度快的部件可能是有利的。
一個非常快的比較器將具有一個陡峭的上升時間，與一個上升時間較慢的部分相比，上升時間將包含更多的高頻諧波和噪聲（可能將其自身耦合到模擬軌跡和組件中）。