對(dui)於(yu)以(yi)下(xia)基(ji)本(ben)概(gai)念(nian)的(de)理(li)解(jie)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)
，掌(zhang)握(wo)有(you)關(guan)數(shu)模(mo)混(hun)合(he)設(she)計(ji)的(de)基(ji)本(ben)概(gai)念(nian)，有(you)助(zhu)於(yu)理(li)解(jie)後(hou)麵(mian)製(zhi)定(ding)得(de)很(hen)嚴(yan)格(ge)的(de)布(bu)局(ju)和(he)布(bu)線(xian)設(she)計(ji)規(gui)則(ze)，從(cong)而(er)在(zai)終(zhong)端(duan)產(chan)品(pin)數(shu)模(mo)混(hun)合(he)的(de)設(she)計(ji)時(shi)
，不(bu)會(hui)輕(qing)易(yi)打(da)折(zhe)執(zhi)行(xing)其(qi)中(zhong)的(de)重(zhong)要(yao)約(yue)束(shu)規(gui)則(ze)。並(bing)且(qie)有(you)助(zhu)於(yu)靈(ling)活(huo)有(you)效(xiao)地(di)處(chu)理(li)數(shu)模(mo)混(hun)合(he)設(she)計(ji)方(fang)麵(mian)可(ke)能(neng)遇(yu)到(dao)的(de)串(chuan)擾(rao)問(wen)題(ti)。

 

 

1. 模擬信號與數字信號在抗幹擾能力方麵的重要區別

 

數字信號電平有較強的抗幹擾能力，而模擬信號的抗幹擾能力很差。

 

舉個例子，3V 電平的數字信號，即使接收到 0.3V 的串擾信號，也可以容忍，不會對邏輯狀態產生影響。但在模擬信號領域
，有些信號極微弱，例如 GSM 手機的接收靈敏度能夠做到-110dBm 的指標，僅相當於 0.7uV 的正弦波有效值。在 LNA 前端即使接收到 uV 數量級的帶內幹擾噪聲，也足以使基站接收靈敏度大幅度劣化。這種輕微幹擾可能來自數字控製信號線或電源地線上的細小的噪聲。

 

 

從係統的觀點來看
，數字信號一般隻在板上或框內傳送。比如內存總線信號、電源控製信號等
，隻要保證從發送端到接收端接收到的幹擾不足以影響邏輯狀態的判別即可。而模擬信號需要經過調製、變頻、放大、發射、空間傳播
、接收
、jietiaodengyixilieguochengcainengbeihuifu。zaiciguochengzhizhongzaoshengbuduandidiejiadaoxinhaoshang，congxitongdejiaodulaijiangbixubaozhengzuizhongdexinzaobimanzuyaoqiucainengzhengquejietiao。zuidadeganraolaizikongjianchuanbodeshuaijianhezaosheng
，weiledadaogenghaodetongxunxingneng
，bixujinkenengjianxiaobanneihulianyinrudechuanrao。

 

 

因此可以認為，模擬信號對串擾的要求比數字信號高幾十倍
，甚至有可能達到幾萬倍。

 

 

 

理想情況下，線性 ADC

、DAC 電路信噪比與轉換位數間的關係是：

SNR=10Log(F2/N2)=10Log[A2/2/(A2/3×2n)]=6.02n+1.76 dB

 

對於14位的線性ADC、DAC，如果使最低位數據（LSB）有效，可計算出的理論上的信噪比為 86dBc
，與數字電路約 20dBc 的串擾要求相比
，高精度 14 位線性 ADC
、DAC 對噪聲的要求至少比數字信號高 1000 倍。當然，如果最低有效位數隻需要 11 位，串擾要求就可以適當放低
，但仍然比數字信號的要求高很多。

 

 

上麵的兩種情況
，說明數模混合單板中
，模擬電路極易受到幹擾
，會影響信噪比等指標。所以在數模混合單板 PCB 設計過程中
，要對布局布線提出很高的要求。

 

 

數shu字zi信xin號hao的de電dian平ping相xiang對dui於yu模mo擬ni信xin號hao來lai講jiang非fei常chang高gao，並bing且qie數shu字zi信xin號hao包bao含han有you豐feng富fu的de諧xie波bo頻pin率lv
，因yin此ci數shu字zi信xin號hao對dui於yu模mo擬ni信xin號hao而er言yan

，本ben身shen就jiu是shi很hen強qiang的de幹gan擾rao源yuan。特te別bie是shi大da電dian流liu的de時shi鍾zhong信xin號hao
、開關電源等更是在數模混合設計中需要關注的強幹擾源。

 

我們可以這樣來理解數模設計問題，對於數字電路我們遵循數字電路的設計規則，在數字電路區域， 可以允許較大的幹擾存在， 隻要不影響係統功能實現和對外 EMC 指標即可。

 

我們這裏所講的“較大”shixiangduiyumonidianlueryande。duiyushuzidianlu，womenmeiyoubiyaoyebukenengxiangduidaimonidianluyiyangdikongzhichuanraodecunzai。duiyumonidianlu，womenbixuzunxunmonidianludeshejiguize，zaimonidianluquyusuoyunxucunzaideganraoyuanyuanxiaoyushuzidianluquyu。

 

數模混合互連設計的目的就是要通過合理的布局、布線、屏蔽
、濾波、電源地分割等設計方法來保證數字信號的幹擾隻存在於數字信號區域。

 

我們需要重點關注的內容包括幹擾源、敏感電路、幹擾途徑。下麵將從這 3 個(ge)方(fang)麵(mian)來(lai)講(jiang)述(shu)采(cai)用(yong)的(de)布(bu)局(ju)布(bu)線(xian)原(yuan)則(ze)。成(cheng)功(gong)的(de)數(shu)模(mo)混(hun)合(he)單(dan)板(ban)設(she)計(ji)必(bi)須(xu)仔(zai)細(xi)注(zhu)意(yi)整(zheng)個(ge)過(guo)程(cheng)中(zhong)每(mei)個(ge)步(bu)驟(zhou)及(ji)每(mei)個(ge)細(xi)節(jie)才(cai)有(you)可(ke)能(neng)實(shi)現(xian)
，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)必(bi)須(xu)在(zai)設(she)計(ji)開(kai)始(shi)階(jie)段(duan)就(jiu)要(yao)進(jin)行(xing)徹(che)底(di)的(de)
、仔zai細xi的de規gui劃hua，並bing對dui每mei個ge設she計ji步bu驟zhou的de工gong作zuo進jin展zhan進jin行xing全quan麵mian持chi續xu地di評ping估gu。對dui於yu布bu局ju和he布bu線xian必bi須xu仔zai細xi地di檢jian查zha和he核he對dui，要yao保bao證zheng百bai分fen之zhi百bai遵zun守shou布bu局ju布bu線xian規gui則ze。否fou則ze，一yi條tiao信xin號hao線xian走zou線xian不bu當dang就jiu會hui徹che底di破po壞huai一yi個ge本ben來lai非fei常chang不bu錯cuo的de電dian路lu板ban。

 

規則是死的，透過規則深刻理解原則才能保證我們能正確運用規則
，完成優秀的設計。