模拟电路设计:信号和返回路径简介

我相信我的观点会让一些人感到不快:真正的玩家不会用键盘和鼠标玩游戏。当他们牢牢地握住模拟板时，他们会感到充满活力，体验力反馈会让他们感受到游戏的活力。不幸的是，我从来都不是真正的游戏玩家;我总是选择可靠的键盘而不是模拟手柄。

作为一个数字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。它将不同于你用数字电路做过的任何东西。

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诸如电阻，电容，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到微控制器或其他智能、主动组件的使用。

最重要的是信号如何传输的本质。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，信号由一个连续值表示，必须精确地传输到接收者。

获得模拟电路设计正确的重要性

职业玩家对模拟平板上最微小的操作非常敏感。它们会察觉到灵敏度中最轻微的偏差，从而导致错误的移动。但撇开游戏不提，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。

涉及传感器的模拟电路不能有误差的空间。例如，医疗设施中的参数传感电路必须在任何时候提供可靠的读数。此外，他们必须不容易被周围的设备干扰。同样的道理也适用于食品加工厂的传感器电路，它们需要将适当的湿度水平传递给环境控制器。

模拟传感器值对工业应用至关重要。

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的质量，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，轻微的偏差会导致显著不同的结果。

保持模拟轨迹短而简单。

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，这里是你应该注意的。

1.保持模拟电路远离高速信号

高速信号会带来噪音如果路由与模拟信号相邻，则进入模拟电路。永远记住，模拟电路的周边区域是数字电路的禁区，特别是高速轨迹。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.适当的地面分离

在混合信号设计中，适当的地面分离是必须的。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接地噪声的影响。

3.保持模拟轨迹较短

模拟轨迹越长，受电磁干扰源影响的风险就越高。保持简短和简单。

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返回路径．在模拟电路的情况下，返回路径是接地。您不仅应该保持模拟跟踪较短，而且还希望返回路径是到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.最小化模拟轨迹上的通径

在设计高频模拟信号时，当通孔穿过底层地平面时，在铜导线上设置通孔可能会引入接地环。一系列通孔还会产生自感，降低自共振频率，影响高速模拟信号。最好保持模拟痕迹无经路。

即使有所有这些建议，使用聪明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软件模拟器允许您模拟模拟电路和检测潜在的完整性问题在设计阶段。

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