CN202918580U - 高速数模混合电路板 - Google Patents

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张硕
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Abstract

本实用新型提出一种高速数模混合电路板，对电路板的地线和电源线进行特殊设计，降低干扰源对模拟电路的影响，改善高速数模混合电路板的电路性能。电路和器件根据电路功能及其各个功能模块之间的联系，分布在高速数模混合电路板的不同工作区域，各工作区域物理隔离，数模转换、模数转换和模拟电源等模拟电路布局在一起，模拟地和数字地采用分割地层的方式，大大降低地线干扰对模拟电路的影响。通过合理布局开关电源电路、线性数字电源电路和模拟电源电路，降低电源线干扰对模拟电路的影响。该高速数模混合电路板布局能够兼顾模拟电路区域和数字电路区域，降低地线和电源线干扰，较大改善电路板的电路特性，在实际应用中取得了很好的效果。

Description

高速数模混合电路板
技术领域
本实用新型涉及电路板领域，尤其涉及高速数模混合电路板。 
背景技术
随着电子技术的发展，现在有许多电路板不再是单一功能电路，而是由数字电路和模拟电路混合构成，并且电路板时钟速率不断提高。在同一块电路板中，经常同时存在数字电路和模拟电路，甚至模拟和数字共享相同的元件。考虑到它们之间的相互干扰问题以及对电路性能的影响，尤其是电路板时钟速率较高的情况，电路的布局和布线必须遵循一定原则。模拟电路的工作依赖连续变化的电流和电压，对噪声的敏感程度比数字信号要大很多，任何微小的干扰都能影响它的正常工作，而数字电路的工作依赖在接收端根据预先定义的电压电平或门限对高电平或低电平的检测，具有一定的抗干扰能力。但在高速数模混合电路板中，数字信号是模拟信号的一种噪声源。数字电路会给电路板带来的地弹噪声和电源扰动，这些噪声和干扰耦合到模拟电路中，会影响模拟电路的工作性能。由于干扰源大部分通过地线和电源线产生，并且地线引起的噪声干扰最大，所以在高速数模混合电路板布局中，对地线和电源线的设计就非常重要。 
为了保证电路性能，在高速数模混合电路板设计中对地线和电源线有特殊要求，必须充分考虑隔离模拟和数字电路之间的噪声耦合，这增加了设计时布局和布线的复杂度。传统的高速数模混合电路板设计中，功能模块之间物理隔离不够，模拟地和数字地未有效分离，电源设计没有充分考虑到模拟电路和数字电路的特点，造成地线和电源线上产生干扰源，直接影响模拟电路的工作性能。 
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种高速数模混合电路板，对电路板的地线和电源线进行特殊设计，降低干扰源对模拟电路的影响，改善高速数模混合电路板的电路性能。 
为达到上述目的，本实用新型中的高速数模混合电路板布局采用的技术方案是，高速数模混合电路板由数字电路、模拟电路、时钟电路和电源电路组成，数字电路、模拟电路和时钟电路物理隔离，模拟地和数字地分割地层。电子元器件根据电路功能及其各个功能模块之间的联系，分布在高速数模混合电路板的不同工作区域，数字电路区域、模拟电路区域和时钟电路物理隔离，数模转换、模数转换和模拟电源等模拟电路布局在一起，模拟地和数字地采用分割地层的方式，降低地线干扰对模拟电路的影响。通过合理布局开关电源电路、线性数字电源电路和模拟电源电路，降低电源线干扰对模拟电路的影响。该高速数模混合电路板布局中地层分割，模拟地和数字地隔离，为数字电路供电的开关电源电路远离模拟区域，模拟电源电路靠近模拟区域，数字信号的时钟信号由地护送，远离模拟区域，去耦电容就近电源管脚放置，元器件有规则地、均匀地分布排列。 
该电路板根据电路功能及其各个电路和器件之间的联系，合理分布了模拟电路区域和数字电路区域，模拟电路区域远离数字电路区域，降低数字电路区域的影响，采用分割地层降低了地线干扰对模拟电路区域的影响，通过合理布局电源电路，降低电源线干扰对模拟电路的影响。 
本实用新型的有益效果是，通过合理布局开关电源电路、线性数字电源电路和模拟电源电路，降低电源线干扰对模拟电路的影响。该高速数模混合电路板能够兼顾模拟电路区域和 数字电路区域，降低地线和电源线干扰，较大改善电路板的电路特性，在高速数模混合电路设计的实际应用中取得了良好效果。 
附图说明
图1是高速数模混合电路板图。 
图2是高速数模混合电路板地层分割图。 
图中1.数模转换电路，2.模数转换电路，3.DSPA器件，4.CPLD器件，5.DSPB器件，6.开关电源电路，7.线性数字电源电路，8.FPGA器件，9.时钟电路，10.模拟电源电路，11.地层分割。 
具体实施方式
为了能够更清楚的理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。 
如图1所示的高速数模混合电路板，板上各个电路和器件根据其功能、电气特性和结构特性分布在不同区域，模拟电路和数字电路分开，模拟电路地和数字电路地分割，各个电路和器件均匀布局。模拟电路区域包括数模转换电路(1)、模数转换电路(2)和模拟电源电路(10)，数字电路区域包括开关电源电路(6)、线性数字电源电路(7)、时钟电路(9)、DSPA器件(3)、CPLD器件(4)、DSPB器件(5)和FPGA器件(8)。 
模拟电源电路(10)靠近数模转换电路(1)和模数转换电路(2)，远离数字电路区域，防止数字信号对模拟信号的干扰。由于模数转换电路(2)和FPGA器件(8)连接，接口信号是高速数字信号，容易受到干扰，所以要离FPGA器件(8)近些。时钟电路(9)与数模转换电路(1)、模数转换电路(2)和FPGA器件(8)连接，为其提供高速时钟信号，布局时应尽量靠近，放在如图1所示位置。开关电源电路(6)与DSPA器件(3)、DSPB器件(5)、CPLD器件(4)和FPGA器件(8)相连，为其提供电源，开关电源电路(6)要远离模拟电路区域，以免造成信号污染。线性数字电源电路(7)需要远离模拟电源电路(10)，以免造成信号污染。 
如图2所示，地层分割(11)能够减少模拟输入、输出信号之间干扰，减少数字信号对模拟信号的干扰，通过地层分割(11)，可以有效地减少耦合到模拟电路中的地弹噪声和电源扰动，降低地弹噪声和电源扰动对模拟电路工作性能的影响。 
通过上述一系列措施，该高速数模混合电路板能够兼顾模拟电路区域和数字电路区域，降低地线和电源线干扰，较大改善电路板的电路特性，在实际应用中取得了很好的效果。 

Claims (5)

1.一种高速数模混合电路板，其特征是：高速数模混合电路板由数字电路、模拟电路、时钟电路和电源电路组成，数字电路、模拟电路和时钟电路物理隔离，模拟地和数字地分割地层。
2.根据权利要求1所述的高速数模混合电路板，其特征是：数模转换电路、模数转换电路和模拟电源电路构成模拟电路。
3.根据权利要求1所述的高速数模混合电路板，其特征是：开关电源电路、线性数字电源电路、时钟电路、DSP器件、CPLD器件和FPGA器件构成数字电路。
4.根据权利要求1所述的高速数模混合电路板，其特征是：模拟电源电路靠近数模转换电路和模数转换电路，远离数字电路。
5.根据权利要求1所述的高速数模混合电路板，其特征是：线性数字电源电路和开关电源电路要远离模拟电路。 
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