Общие соображения

Из-за существенных отличий аналоговой схемотехники от цифровой, аналоговая часть схемы должна быть отделена от остальной части, а при ее разводке должны соблюдаться особые методы и правила. Эффекты, возникающие из-за неидеальности характеристик печатных плат, становятся особенно заметными в высокочастотных аналоговых схемах, но погрешости общего вида, описанные в этой статье, могут оказывать воздействие на качественные характеристики устройств, работающих даже в звуковом диапазоне частот.

Намерением этой статьи является обсуждение распространенных ошибок, совершаемых разработчиками печатных плат, описание воздействия этих ошибок на качественные показатели и рекомендации по разрешению возникших проблем.

Печатная плата - компонент схемы

Лишь в редких случаях печатная плата аналоговой схемы может быть разведена так, чтобы вносимые ею воздействия не оказывали никакого влияния на работу схемы. В то же время, любое такое воздействие может быть минимизировано так, чтобы характеристики аналоговой схемы устройства были такими же, как и характеристики модели и прототипа.

Заключение

Помните следующие основные моменты и постоянно соблюдайте их при проектировании и разводке аналоговых схем.

Общие:

- думайте о печатной плате как о компоненте электрической схемы

- имейте представление и понимание об источниках шума и помех

- моделируйте и макетируйте схемы

Печатная плата:

- используйте печатные платы только из качественного материала (например, FR-4)

- схемы, выполненные на многослойных печатных платах, на 20 дБ менее восприимчивее к внешним помехам, чем схемы, выполненные на двухслойных платах

- используйте разделенные, неперекрывающиеся полигоны для различных земель и питаний

- располагайте полигоны земли и питания на внутренних слоях печатной платы.

Компоненты:

- осознавайте частотные ограничения, вносимые пассивными компонентами и проводниками платы

- старайтесь избегать вертикального размещения пассивных компонентов в высокоскоростных схемах

- для высокочастотных схем используйте компоненты, предназначенные для поверхностного монтажа

- проводники должны быть чем короче, тем лучше

- если требуется большая длина проводника, то уменьшайте его ширину

- неиспользуемые выводы активных компонентов должны быть правильно подключены

Разводка:

- размещайте аналоговую схему вблизи разъема питания

- никогда не разводите проводники, передающие логические сигналы, через аналоговую область платы, и наоборот

- проводники, подходящие к инвертирующему входу ОУ, делайте короткими

- удостоверьтесь, что проводники инвертирующего и неинвертирующего входов ОУ не располагаются параллельно друг другу на большом протяжении

- старайтесь избегать применения лишних переходных отверстий, т.к. их собственная индуктивность может привести к возникновению дополнительных проблем

- не разводите проводники под прямыми углами и сглаживайте вершины углов, если это возможно

Развязка:

- используйте правильные типы конденсаторов для подавления помех в цепях питания

- для подавления низкочастотных помех и шумов используйте танталовые конденсаторы у входного разъема питания

- для подавления высокочастотных помех и шумов используйте керамические конденсаторы у входного разъема питания

- используйте керамические конденсаторы у каждого вывода питания микросхемы; если необходимо, используйте несколько конденсаторов для разных частотных диапазонов

- если в схеме происходит возбуждение, то необходимо использовать конденсаторы с меньшим значением емкости, а не большим

- в трудных случаях в цепях питания используйте последовательно включенные резисторы малого сопротивления или индуктивности

- развязывающие конденсаторы аналогового питания должны подключаться только к аналоговой земле, а не к цифровой