數(shù)模混合信號設(shè)計怎么優(yōu)化干擾

模擬數(shù)據(jù)(Analog Data)是由傳感器采集得到的連續(xù)變化的值，例如溫度、壓力，以及目前在電話、無線電和電視廣播中的聲音和圖像。

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Digital Data)則是模擬數(shù)據(jù)經(jīng)量化后得到的離散的值，例如在計算機(jī)中用二進(jìn)制代碼表示的字符、圖形、音頻與視頻數(shù)據(jù)。

數(shù)字電路抗噪聲能力強(qiáng)，在噪聲容限內(nèi)，不影響系統(tǒng)的正常工作。而該噪聲對模擬信號而言，則往往是致命的，會造成系統(tǒng)的性能的大幅度下降。在數(shù)模混合系統(tǒng)中，由于數(shù)字與模擬之間存在著電流回路，這就為數(shù)字噪聲進(jìn)入模擬系統(tǒng)提供了很好的途徑。如果處理不當(dāng)，不但可能帶來嚴(yán)重的EMI問題，還有可能導(dǎo)致模擬系統(tǒng)不能正常工作。

一般在數(shù)模混合系統(tǒng)中，會存在以下幾個干擾因素：

1、數(shù)字信號線對模擬電路的干擾。做設(shè)計時，如果沒有對數(shù)字信號與模擬信號進(jìn)行規(guī)劃區(qū)分區(qū)域布局布線，將數(shù)字信號線布在模擬部分信號之上或者將模擬信號布在數(shù)字信號之上，就會導(dǎo)致數(shù)字信號線對模擬電路的干擾，常常這種干擾是感性的。

2、數(shù)字電源與數(shù)字地對模擬電路的干擾。在數(shù)?；旌掀骷?nèi)部，數(shù)字地和模擬地之間、數(shù)字電源與模擬電源之間是相互隔離的，但是對應(yīng)器件的正常工作而言，系統(tǒng)必須相對與一個統(tǒng)一的參考地，因此外部必須將二者連接在一塊。但是任何與數(shù)字地連接的外部阻抗都可以通過寄生電容將大量的數(shù)字噪聲耦合到芯片的內(nèi)部模擬電路，從而造成對模擬電路部分的干擾。同樣地，數(shù)字噪聲也可以通過數(shù)字電源耦合到IC內(nèi)部模擬電路部分。

針對這個干擾因素，可以對模擬地和數(shù)字地的進(jìn)行這2種處理：

1）采用單點接地或多點接地。為了避免數(shù)字地對模擬地的影響，將數(shù)字地與模擬地分割開，在地平面的適當(dāng)點用‘地連接橋’將兩種地連接在一起。

根據(jù)具體電路的情況采用多點連接或單點連接。對于模擬電路和數(shù)字電路只有一處連接的采用單點接地（例如只有一個AD或DA轉(zhuǎn)換器），對于有多處連接的采用多點接地（例如有多個AD或DA轉(zhuǎn)換器）。

2）分區(qū)不分割。模擬器件放置在模擬區(qū)、數(shù)字器件放置在數(shù)字區(qū)，采用統(tǒng)一的地平面。這樣做的好處是：滿足了IC器件廠商對模擬地和數(shù)字地管腳低阻抗連接的要求，同時又不會形成環(huán)路天線或偶極天線而產(chǎn)生EMC問題，最主要的保證了跨接信號的良好回流，目前越來越多的被用在AD或者DA器件的參考設(shè)計中。

3、相同模擬子電路之間的干擾。兩路的功能模塊之間會通過共同地或者電源互相干擾,可以采用單點接地或者將不同模塊的地完全隔開的方式來隔離干擾，對于電源一般則采用磁珠將不同模擬的電源隔離開來。

4、模擬發(fā)送電路對模擬接收電路的干擾。在通信系統(tǒng)中，發(fā)送電路和接收電路總是在一塊處理信號，但是發(fā)送信號通常比接收信號強(qiáng)得多。因此，對發(fā)送電路和接收電路必須進(jìn)行隔離，否則微弱的接收信號會被發(fā)送電路串過來的強(qiáng)信號所淹沒。通常，我們可以通過電源、地平面，尤其是地平面進(jìn)行屏蔽隔離?；蛘呤拱l(fā)送電路盡量遠(yuǎn)離接收電路，截斷它們的耦合途徑。