在PCB Layout中,对于噪声波动大的地(动态地)与噪声波动小的地(静态地),一般都是需要做隔离处理的,典型的代表就是数字地和模拟地的分割。

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一、为什么要将模拟地和数字地分开,如何分开?

模拟信号和数字信号都要回流到地,因为数字信号变化速度很快,所以在数字信号地上就容易引起大的噪声,而模拟信号需要一个干净的地参考工作,如果模拟地和数字地走线混在一起,噪声就会影响到模拟信号。

一般来说,PCB产品中模拟地和数字地都需要分开隔离处理,然后中间通过细的走线连在一起。总的思想就是尽量隔离数字地上的噪声串扰到模拟地上。当然也不是非常严格的要求模拟地和数字地必须分开,如果模拟部分附近的数字地的噪声干扰幅度在允许的阈值范围内就可以把模拟地和数字地合在一起。

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模拟数字地单点接地方式

简单来说,数字地是数字信号的对地,模拟地是模拟信号的对地。 由于数字信号一般为矩形波,带有大量的谐波。如果电路板中的 数字地与模拟地没有从接入点分开,数字信号中的谐波很容易会干扰到模拟信号的波形。

下面举一个与模拟地和数字地相类比的例子,可以帮助大家更好地理解模拟、数字地的分割:

二、为什么要将人和猪分开,如何分开?

人和猪都要在地面上生活,因为猪的文明进化过程比较慢,从而会把地面上弄得很脏,而人是需要一个干净的地面生活的。如果人和猪混在一起生活,猪产生的脏东 西就会影响到人。一般来说,人生活的地面和猪生活的地面要分开处理(盖猪圈),但是人和猪之间又需要有联系(喂猪),所以通常就用栅栏连在一起,或者通过 一道门连在一起。总的思想是尽量阻隔猪圈里的脏东西窜到人生活的地面上。当然这也不是非常严格的要求人和猪必须分开,如果人附近的猪还是很干净的话(宠物猪)可以住在一起。

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三、总结

地的分割处理是在PCB上存在不相容的电路时进行的处理,即根据不同的电源电压、数字和模拟信号、大电流和小电流、高速信号和低速信号来分别设置地线。根据高速信号与低速信号的回流路径,可以很好地理解:

地的分割可以防止不相容电路的回流信号叠加,防止共地线阻抗耦合。分地只是根据不同的地分别设置地线或者地平面,因为系统必须要有统一的参考点,所以分地并不是完全隔离的,一般分割后的地需要再通过单点连接的方式连接在一起,常用的单点连接方式有PCB走线、0欧电阻、磁珠和小容值电容等。

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PCB走线连接模拟数字地

经过这么形象的比喻,以后谁要是还不明白为什么模拟地和数字地要分开,就让他到猪圈里去生活体验一下。