分享好友 电磁兼容首页 电磁兼容分类 切换频道

如何降低数模设计过程中的数模干扰?

2019-05-281590安规与电磁兼容网

数模设计过程中要避免照搬经验和规则,但要彻底讲清这个问题,首先要明白数模干扰的机理,数字对模拟的影响可以分为以下两种情况:

1、串扰

串扰一般是通过数字与模拟信号线间的分布参数相互影响,不过这个问题至少目前已经不是很突出了。因为数字信号要布置在数字区域,模拟信号要布置在模拟区域,空间上都已经做了隔离,因此风险也减少了。

2、共阻抗耦合

公共阻抗耦合是指由于骚扰源与敏感部位共用一个线路阻抗而产生的。当数字信号与模拟信号共地时,由于地线在高频时存在一定的阻抗,因此数字信号回流流过时将产生一个压降,这就是共模电压源。

此时,如果共模电流流经模拟区域,在模拟区域地上产生压降,这个电压如果叠加在模拟信号上,便会影响模拟信号,这就是数模共阻抗干扰的机理。

根据对共阻抗耦合的原因分析,解决办法如下:

A、降低GND阻抗,降低共模电压源;

B、避免数字GND产生的共模电流流经模拟区域。

对于降低GND阻抗,极端点的阻抗为零,此时即使数字信号回流流过,也不会产生共模电压源,因此,也不会影响模拟信号。

但是,实际情况是做不到GND零阻抗的,唯一的手段就是使其无限制的降低,如使用GND平面、GND平面减少分割、GND平面长宽比小于3等等。

对于使数字地产生的共模电流不流经模拟区域,数模分割启示就是这个初衷。但实际情况是,有很多的案例都对数字与模拟进行了分割,但仍然不能解决数字对模拟的干扰。

在此,需要郑重强调一点,如果只想通过数模分割就解决数字对模拟的影响,是不见树木不见森林的错误做法。数模分割需要从系统架构上做深度分析,比如塑料或金属机箱、系统接地点、模拟区域有无I/O线缆等等。

例如:

对于塑料机箱,如果模拟区域有I/O电缆,此时数字模拟分割不一定能解决问题。因为数字信号在GND上产生的共模噪声会因为I/O电缆与参考接地平板的分布参数形成环路,此时共模电流也将流经模拟区域,所以这种分割存在很大的风险。

对于金属外壳的产品,因为单板需要接地,因此重点需要关注接地点,即接地点的设置要避免数字区域共模电流流经模拟区域。

对于模拟区域无I/O的线缆的情况,在进行数字与模拟分割后,可以在A/D芯片数字与模拟GND上设置接地点,避免数字区域的共模电流流经模拟区域。

但对于模拟区域有I/O线缆的情况,因为线缆对地的分布参数,因此,存在共模电流流经模拟区域的风险,此时还需要充分考虑I/O线缆的长度,如音频耳机线因为比较短,可能分割后风险不大,但是,如果线缆很长的情况下,即使风格也有很大的风险。

任何事物没有绝对正确性,数模分割同样如此,如果涉及不好,会产生负面效果,比如跨分割布线等等。另外,高频时即使分割了,分割之间存在分布参数,因此,也不能形成完全意义上的分割。

初学者或对EMC一知半解的工程师,如果对数模风格把握不准,建议尽量少分割或干脆不分割,以保证GND平面完整,降低GND平面阻抗,同样可以减小数字对模拟干扰的风险。

收藏 0
打赏 0
评论 0
电子信号抗干扰之滤波技术
信号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境和干扰的存在而畸变,甚至是在相当多的情况下,这种畸变还很严重,以致于信号及其所携带的信息被深深地埋在噪声当中了,所以滤波是信号处理中的一项基本而重要

1评论2020-09-26313

各种电源滤波电路分析
引言在整流电路输出的电压是单向脉动性电压,不能直接给电子电路使用。所以要对输出的电压进行滤波, 消除电压中的交流成分,成为直流电后给电子电路使 用。在滤波电路中,主要使用对交流电有特殊阻抗特性 的器件,

2评论2019-04-08431

开关电源EMI滤波电路原理与解决方案
开关电源电路EMI滤波电路原理滤波原理:阻抗失配;作为电感器就是低通(更低的频率甚至直流能通过)高阻(超过一定频率后就隔断住难于通过)(或者是损耗成热消散掉),因此电感器滤波靠的是阻抗Z=(R^2+(2ΠfL)^2)^1/2 。也

0评论2018-07-061643

电磁兼容基础知识全面详解
一、什么是电磁兼容电磁兼容性(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此,EMC包括两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产

1评论2018-05-041180

PCB设计磁珠的选用你真会吗?
PCB设计中是使用贴片磁珠还是使用贴片电感主要取决于应用场景。如:在谐振电路中需要使用贴片电感;在消除不需要的EMI噪声时,使

1评论2018-04-12453

去耦电容与旁路电容的区别
旁路电容是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦电容是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。去耦电容相当于电池,避免由于电流的突变而使电压下降,相当于滤纹波。具体容值可以根据电流的大小、期望的纹波大小、作用时间的大小来计算。去耦电容一般都很大,对更高频率的噪声,基本无效。

3评论2017-08-15585

澳大利亚电器产品EMC要求  
电器产品的EMC(电磁兼容性)要求,即是在固定场合下,电器设备产生的电磁扰动的量度必须低于一定的标准,不妨碍其他电器正常工作;并且设备自身也具有一定抗电磁扰动的能力。越来越多的国家开始关注电器产品的EMC认

0评论2017-07-211580

气体放电管的原理、选型及应用实例分析
气体放电管的原理气体放电管的工作原理可以简单地总结为气体放电。当两级间产生足够大的电量,则会造成极间间隙被放电击穿,这时其便由绝缘状态转变成为导电状态,这种现象 与短路较为相似。当处于导电状态下时,两极间的

0评论2017-06-211351