了解这几点,能有效降低数模干扰

发布时间:2016-10-28 阅读量:1143 来源: 发布人:

降低数模干扰,你应该了解这几点… 

数模设计过程中要避免照搬经验和规则,但要彻底讲清这个问题,首先要明白数模干扰的机理,数字对模拟的影响可以分为以下两种情况:

1、串扰
串扰一般是通过数字与模拟信号线间的分布参数相互影响,不过这个问题至少目前已经不是很突出了。因为数字信号要布置在数字区域,模拟信号要布置在模拟区域,空间上都已经做了隔离,因此风险也减少了。

2、共阻抗耦合
公共阻抗耦合是指由于骚扰源与敏感部位共用一个线路阻抗而产生的。当数字信号与模拟信号共地时,由于地线在高频时存在一定的阻抗,因此数字信号回流流过时将产生一个压降,这就是共模电压源。

此时,如果共模电流流经模拟区域,在模拟区域地上产生压降,这个电压如果叠加在模拟信号上,便会影响模拟信号,这就是数模共阻抗干扰的机理。 

根据对共阻抗耦合的原因分析,解决办法如下: 

A、降低GND阻抗,降低共模电压源;

B、避免数字GND产生的共模电流流经模拟区域。 

对于降低GND阻抗,极端点的阻抗为零,此时即使数字信号回流流过,也不会产生共模电压源,因此,也不会影响模拟信号。

但是,实际情况是做不到GND零阻抗的,唯一的手段就是使其无限制的降低,如使用GND平面、GND平面减少分割、GND平面长宽比小于3等等。 

对于使数字地产生的共模电流不流经模拟区域,数模分割启示就是这个初衷。但实际情况是,有很多的案例都对数字与模拟进行了分割,但仍然不能解决数字对模拟的干扰。

在此,需要郑重强调一点,如果只想通过数模分割就解决数字对模拟的影响,是不见树木不见森林的错误做法。数模分割需要从系统架构上做深度分析,比如塑料或金属机箱、系统接地点、模拟区域有无I/O线缆等等。

例如:对于塑料机箱,如果模拟区域有I/O电缆,此时数字模拟分割不一定能解决问题。因为数字信号在GND上产生的共模噪声会因为I/O电缆与参考接地平板的分布参数形成环路,此时共模电流也将流经模拟区域,所以这种分割存在很大的风险。
 
对于金属外壳的产品,因为单板需要接地,因此重点需要关注接地点,即接地点的设置要避免数字区域共模电流流经模拟区域。

对于模拟区域无I/O的线缆的情况,在进行数字与模拟分割后,可以在A/D芯片数字与模拟GND上设置接地点,避免数字区域的共模电流流经模拟区域。

但对于模拟区域有I/O线缆的情况,因为线缆对地的分布参数,因此,存在共模电流流经模拟区域的风险,此时还需要充分考虑I/O线缆的长度,如音频耳机线因为比较短,可能分割后风险不大,但是,如果线缆很长的情况下,即使风格也有很大的风险。

任何事物没有绝对正确性,数模分割同样如此,如果涉及不好,会产生负面效果,比如跨分割布线等等。另外,高频时即使分割了,分割之间存在分布参数,因此,也不能形成完全意义上的分割。

初学者或对EMC一知半解的工程师,如果对数模风格把握不准,建议尽量少分割或干脆不分割,以保证GND平面完整,降低GND平面阻抗,同样可以减小数字对模拟干扰的风险。

相关资讯
RISC-V中国峰会揭幕:开源架构重塑全球计算生态格局

2025年7月17日,RISC-V中国峰会在上海张江盛大开幕。工业和信息化部电子信息司副司长史惠康在致辞中强调,万物互联时代正催生以开源指令集RISC-V为核心、结合开源操作系统的技术架构变革。他指出,中国将把握这一历史性机遇,全力打造具有国际竞争力的RISC-V生态高地。数据显示,2024年全球RISC-V芯片出货量突破数百亿颗,中国市场贡献超半数份额,凸显开放模式的活力与本土市场潜力。

1600V IGBT技术突破:意法半导体引爆大功率家电能效革命

随着全球家电能效标准持续升级,高效功率半导体成为突破设计瓶颈的关键。意法半导体(ST)近期推出的 STGWA30IH160DF2 IGBT ,以其1600V高耐压与卓越热管理特性,为电磁炉、微波炉等大功率家电提供了全新的高性价比解决方案。

台积电上调全年增长预期至30%,AI需求驱动产能扩张

中国台湾地区芯片代工龙头企业台积电在最新财报说明会上宣布,将2023年全年营收增长预期上调至30%,符合市场分析师普遍预测。董事长魏哲家强调,客户订单能见度保持高位,公司正全力满足全球客户激增的AI芯片需求。

东芝首发1800V车规级光继电器TLX9165T,破解800V电池系统安全隔离难题

电动汽车(EV)续航里程与充电效率的持续升级,对电池管理系统(BMS)与储能系统(ESS)的高压安全管控提出严苛挑战。随着800V高压平台加速普及,传统隔离器件面临耐压不足的瓶颈。东芝电子元件及存储装置株式会社率先推出车规级高压光继电器TLX9165T,以1800V(最小值)输出耐压、强化绝缘设计与国际标准认证,为高压电池系统构筑安全基石。

台积电Q2业绩强势增长 先进制程与AI需求成核心引擎

台湾积体电路制造公司(台积电)于今日(2025年7月17日)正式发布了其2025年第二季度财务报告。财报数据显示,该公司本季度业绩表现极为亮眼,多项核心指标均创下历史同期新高。按新台币计算,第二季度合并营收达到9337.9亿元新台币,不仅较第一季度的8390亿元新台币实现环比增长11.3%,较去年同期的6737亿元新台币更是大幅年增38.6%,充分显示了业务成长的强劲动能。