模拟电路设计:信号和返回路径介绍

我相信我的这个观点会让一些人感到不安:真正的玩家不会用键盘和鼠标玩游戏。当他们牢牢地握着模拟手柄时，他们会觉得自己很有活力，体验力量反馈会让他们觉得游戏很有活力。不幸的是，我从来都不是真正的玩家;我总是选择可靠的键盘而不是模拟手柄。

作为数字化的粉丝并不意味着我对模拟设计一无所知。为了提供模拟手柄的令人满意的游戏体验，你需要在PCB设计上提高你的游戏水平。它将不同于你用数字电路所做的任何事情。

什么是模拟电路?

模拟电路通过传输连续的电压或电流作为一种信号方法来发挥作用。典型的模拟电路是由基本组件组成的电阻，电容器，二极管，电感，晶体管和运算放大器．然而，今天的模拟电路设计可能涉及使用微控制器或其他智能有源组件。

重要的是信号传输的本质。在数字电路中，信号用逻辑1或0表示，它们有很大的误差范围。对于模拟电路，信号由必须精确地传输给接收方的连续值表示。

正确设计模拟电路的重要性

职业玩家对模拟板上最微小的操作非常敏感。他们会察觉到导致错误动作的最轻微的灵敏度偏差。但撇开游戏不讲，你需要确保模拟电路的相应功能，因为它们可以用于关键应用。

包含传感器的模拟电路不允许出现错误。例如，医疗设施中的参数传感电路必须始终提供可靠的读数。此外，它们必须不容易受到周围设备的干扰。在食品加工厂中使用的传感器电路也是如此，它需要将正确的湿度水平传递给环境控制器。

模拟传感器的价值是至关重要的工业应用。

即使对于非关键的模拟应用，设计不良的电路也会影响产品质量，并从消费者那里得到负面反馈。

有用的模拟电路设计技巧

与数字电路不同，模拟电路对噪声非常敏感。引入模拟信号的噪声会影响其值的完整性。在模拟处理模块中，一个微小的偏差可能导致显著不同的结果。

保持模拟跟踪简短。

使问题复杂化的是，今天的模拟设计经常涉及高速数字电路。如果你是模拟电路设计的新手，以下是你应该注意的问题。

1.保持模拟电路远离高速信号

高速信号会产生噪声如果路由与模拟信号相邻，则进入模拟电路。永远记住，模拟电路的周围区域是数字电路的禁区，尤其是高速走线。常见的通信电路，如SPI, I2C, CAN和以太网被认为是高速的，可能会影响模拟电路的完整性。

2.适当的地面分隔

在混合信号设计中，适当的接地分离是必须的。模拟电路的所有信号都应参考模拟地，并通过单点与数字地连接。不遵守这一惯例可能使模拟电路受到地噪声的影响。

3.保持模拟跟踪简短

模拟轨迹越长，受电磁干扰源影响的风险就越高。保持简短。

4.映射模拟信号返回路径

在基础电子学中，一个完整的电路包括信号和电路返回路径．在模拟电路的情况下，返回路径是接地连接。您不仅应该保持模拟跟踪短，而且还希望返回路径是返回其源的直接最短连接。这可以防止不必要的噪声耦合到返回路径上。

5.最小化模拟走线上的过孔

在设计高频模拟信号时，当过孔穿过底层地平面时，在铜走线上设置过孔可能会引入接地回路。一系列通孔也有助于自感，这降低了自谐振频率，并可以影响高速模拟信号。最好保持模拟痕迹无通路。

即使有了这些建议，也要聪明地使用PCB设计软件就像Cadence提供的那样，确保你不会把设计留给机会。OrCAD PSpice模拟器允许您模拟模拟电路并在设计阶段检测潜在的完整性问题。

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