時間:2024-07-01 16:41:41來源:21ic電子網
一、模擬電路和數字電路
模擬電路是指用來對模擬信號進行傳輸、變換、處理、放大、測量和顯示等工作的電路。模擬信號是指連續變化的電信號。模擬電路是電子電路的基礎,它主要包括放大電路、信號運算和處理電路、振蕩電路、調制和解調電路及電源等。
數字電路或數字集成電路是由許多的邏輯門組成的復雜電路。與模擬電路相比,它主要進行數字信號的處理(即信號以0與1兩個狀態表示),因此抗干擾能力較強。數字集成電路有各種門電路、觸發器以及由它們構成的各種組合邏輯電路和時序邏輯電路。一個數字系統一般由控制部件和運算部件組成,在時脈的驅動下,控制部件控制運算部件完成所要執行的動作。通過模擬數字轉換器、數字模擬轉換器,數字電路可以和模擬電路互相連接。
二、解讀接地層和電源層對數字電路、模擬電路的作用
低阻抗、大面積接地層對于模擬電路和數字電路都是至關重要的。接地層不僅為了給高頻電流(高速數字邏輯產生的)一個低阻抗返回路徑,而且最大限度地減少EMI / RFI輻射。由于接地層的屏蔽作用,電路對外部EMI / RFI的敏感性也降低了。 接地層還允許使用需要可控阻抗的傳輸線技術(微帶或帶狀線)來傳輸高速數字信號或模擬信號。 由于“母線(buss wire)”在大多數邏輯轉換等效頻率下具有阻抗,將其用作“地”完全不能接受。例如,#22標準導線具有約20 nH/英寸的電感。由邏輯信號產生的壓擺率為10mA/ns的瞬態電流,在此頻率下流經1英寸該導線將形成200 mV的無用壓降:
對于具有2 V峰峰值范圍的信號,此壓降會轉化為約10%的誤差(大約3.5位精度)。即使在全數字電路中,這個誤差會導致邏輯電路噪聲裕量的顯著下降。
圖1顯示了數字返回電流干擾模擬返回電流(頂部圖)的典型示例。接地路徑的導線電感和電阻由模擬和數字電路共享,這會造成相互影響,最終產生誤差。一個可能的解決方案是讓數字電路電流返回路徑直接流向GND REF,如底圖所示。這是“星型接地”或者叫單點接地的基本原理。在包含多個高頻返回路徑的系統中實現真正的單點接地是很困難的,因為單獨的電流返回路徑導線的物理長度會引入寄生電阻和電感,這不符合高頻電流的低阻抗接地原則。實際操作中,電流回路必須由大面積接地層組成,以便實現高頻電流下的低阻抗接地。如果無低阻抗接地層,則幾乎不可能避免上述共享阻抗,特別是在高頻下。
所有集成電路接地引腳應直接連接到低阻抗接地層,從而將串聯電感和電阻降至最低(意思是不要用什么IC座之類的東東)。對于高速器件,不推薦使用傳統IC插槽。即使是“小尺寸”插槽,額外電感和電容也可能引入無用的共享路徑,從而破壞器件性能。如果插槽必須配合DIP封裝使用,例如在制作原型時,個別“引腳插槽”或“籠式插座”是可以接受的。以上引腳插槽提供封蓋和無封蓋兩種版本(AMP產品型號5-330808-3和5-330808-6)。由于使用彈簧金屬觸點,確保了IC引腳具有良好的電氣和機械連接。不過,反復插拔可能降低其性能。
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