模擬電路的設計是工程師們最頭疼,但也是最關鍵的設計部分。我們總結了模擬電路設計中應該注意的問題,與大家分享:
(1) 為了獲得穩定性良好的反饋電路,通常要求在反饋環外面使用一個小電阻或扼流圈給容性負載提供一個緩沖。
(2) 積分反饋電路通常需要一個小電阻(約560Ω)與每個大于10pF的積分電容串聯。
(3) 在反饋環外不要使用主動電路進行濾波或控制EMC的RF帶寬,而只能使用被動元件(最好為RC電路)。積分反饋方法只在運放的開環增益比閉環增益大的頻率下才有效。如在更高的頻率下,積分電路就不能控制頻率響應。
(4) 為了確保線性電路穩定,所有連接必須使用被動濾波器或其它抑制方法(如光電隔離)進行保護。
(5) 使用EMC濾波器,并且與IC相關的濾波器都應該和本地的0V參考平面連接。
(6) 在外部電纜的連接處應該放置輸入輸出濾波器,因為存在天線效應,任何沒有屏蔽系統內部的導線連接處都需要濾波。另外,具有數字信號處理或開關模式的變換器的屏蔽系統內部的導線連接處也需要濾波。
(7) 模擬IC的電源和地參考引腳需要高質量的RF去耦,這一點與數字IC一樣。但是模擬IC通常需要低頻的電源去耦,因為模擬元件的電源噪聲抑制比(PSRR)在高于1KHz后增加很少。每個運放、比較器和數據轉換器的模擬電源走線上都應該使用RC或LC濾波。電源濾波器的拐角頻率應該對器件的PSRR拐角頻率和斜率進行補償,從而在整個工作頻率范圍內獲得所期望的PSRR。
(8) 對于高速模擬信號,根據其連接長度和通信的最高頻率,傳輸線技術是必需的。即使是低頻信號,使用傳輸線技術也可以改善其抗干擾性,但如果傳輸線沒有正確匹配,將會產生天線效應。
(9) 避免使用高阻抗的輸入或輸出,它們對于電場是非常敏感的。
(10) 由于大部分的輻射是由共模電壓和電流產生的,并且因為大部分環境的電磁干擾都是共模問題產生的,因此在模擬電路中使用平衡的發送和接收(差分模式)技術將具有很好的EMC效果,而且可以減少串擾。平衡電路(差分電路)驅動不會使用0V參考系統作為返回電流回路,因此可以避免大的電流環路,從而減少RF輻射。
(11) 比較器必須具有滯后(正反饋),以防止因為噪聲和干擾而產生的錯誤的輸出變換,也可以防止在斷路點產生振蕩。不要使用比所需的速度更快的比較器(將dV/dt保持在滿足要求范圍內盡可能低的水平)。
(12) 有些模擬IC本身對射頻場特別敏感,因此常常需要使用一個安裝在 PCB上,并且與PCB的地平面相連接的小金屬屏蔽盒,來對這樣的模擬元件進行屏蔽。注意,務必確保該元件的散熱沒有問題。
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