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電(diàn)子产品开发模拟设计
模拟设计–避免常见的陷阱
在我们现代的数字时代，模拟设计技能(néng)经常被忽略。尽管模拟起源于1827年的欧姆斯定律，但当今的物(wù)联网驱动世界仍然是模拟的，这些专家技能(néng)对于電(diàn)子设计团队比以往任何时候都更為(wèi)重要。
对于数字工程师而言，在设计中添加模拟電(diàn)路可(kě)能(néng)是艰巨的任務(wù)。
1滤波敏感的模拟電(diàn)源网
用(yòng)于敏感模拟電(diàn)路的電(diàn)压轨应清洁且噪声低。
对于混合信号PCB，数字组件和稳压器的切换会导致電(diàn)源轨上的高频噪声。如果不进行滤波，则可(kě)以将其耦合到模拟组件中，并影响電(diàn)路的精度和稳定性。使用(yòng)无源低通滤波是一种减少模拟Vcc電(diàn)源轨上高频噪声的简单方法。
如果要供電(diàn)的组件是低電(diàn)流，则可(kě)以使用(yòng)串联電(diàn)阻器和并联電(diàn)容器電(diàn)路。否则，请改用(yòng)電(diàn)感器/铁氧體(tǐ)和電(diàn)容器的组合。这些電(diàn)路中的每一个都将阻止高频（即噪声），但允许低频（即，電(diàn)流為(wèi)模拟组件供電(diàn)）。
可(kě)以混合使用(yòng)多(duō)个電(diàn)容值（例如并联的100nF，10nF和1nF）来创建一个低通滤波器，该滤波器将在更宽的带宽内有(yǒu)效运行。
2过滤模拟信号
混合信号板上的敏感模拟信号应进行滤波。使用(yòng)铁氧體(tǐ)和電(diàn)容器的低通滤波器将消除通常由数字开关噪声引起的高频成分(fēn)，否则这些噪声可(kě)能(néng)会耦合到模拟集成電(diàn)路中。
電(diàn)容值和铁氧體(tǐ)规格创建一个截止频率，这一点很(hěn)重要，它既可(kě)以保留目标模拟信号，又(yòu)可(kě)以消除高频噪声。
如果模拟信号进入ADC的输入，则采样频率应為(wèi)低通滤波器截止频率的两倍以上。这样可(kě)确保ADC测量不会出现混叠。
3在混合信号组件上过滤数字信号
在混合信号板上，诸如ADC和DAC之类的模拟组件也具有(yǒu)诸如通信接口之类的数字连接。
噪声可(kě)能(néng)从这些数字信号耦合到芯片内部的模拟電(diàn)路。减少这种情况的一种方法是在数字線(xiàn)路上向ADC或DAC添加铁氧體(tǐ)或電(diàn)阻。这有(yǒu)助于减慢数字信号的边缘并降低高频噪声。
自然，電(diàn)阻器或铁氧體(tǐ)的规格应考虑到特定数字信号所需的上升/下降时间。直到信号完整性和时序变差之前，信号边缘才可(kě)能(néng)变慢。
围绕混合信号IC的数字信号的另一个考虑因素是，数字PCB走線(xiàn)的布線(xiàn)方式应使其与模拟信号分(fēn)开，并且也不应在模拟组件下方通过。
一个相关的概念是，如果在混合信号设计中使用(yòng)数字组件（例如比较器），则选择不比您所需的速度快的部件可(kě)能(néng)是有(yǒu)利的。
一个非常快的比较器将具有(yǒu)一个陡峭的上升时间，与一个上升时间较慢的部分(fēn)相比，上升时间将包含更多(duō)的高频谐波和噪声（可(kě)能(néng)将其自身耦合到模拟轨迹和组件中）。