I/O設(shè)計(jì)功能子系統(tǒng)和安靜區(qū)域的介紹和如何正確的隔離和分割映像平面
資料介紹
設(shè)計(jì) I/O 電路時(shí),有兩個(gè)地方很重要,那就是:功能子系統(tǒng)和「安靜區(qū)域(quiet area)」。底下將分別說明。
功能子系統(tǒng)
每一個(gè) I/O 應(yīng)該被視為 PCB 的不同區(qū)塊,因?yàn)樗鼈兏髯跃哂歇?dú)特的功能與應(yīng)用。為了避免在子系統(tǒng)之間產(chǎn)生射頻耦合,所以必須做分割。一個(gè)功能子系統(tǒng)包含了一堆組件,以及相關(guān)的支持電路。組件與組件相互緊鄰,可以縮短走線繞線的長(zhǎng)度,并提高各功能區(qū)塊的效能。每一位硬件和 PCB 工程師通常會(huì)試著將組件集合在一起,但是由于各種原因,有時(shí)這是行不通的。在布線(layout)時(shí), I/O 子系統(tǒng)的處理方式和其它 PCB 區(qū)塊不一樣,這通常是經(jīng)由布線切割達(dá)到的。
布線切割加強(qiáng)了訊號(hào)的質(zhì)量和功能的完整性,因?yàn)檫@樣可以防止產(chǎn)生具有高頻寬的發(fā)射器,例如:背板互連、視訊裝置、數(shù)據(jù)接口、以太控制器、SCSI 裝置、 CPU、毀損的串行或平行、視訊、音頻、異步/同步通訊端口、軟盤控制器、前端顯示器、區(qū)域和廣域網(wǎng)絡(luò)控制器…等。每一個(gè) I/O 子系統(tǒng)必須被當(dāng)成不同的 PCB 一樣。
安靜區(qū)域
「安靜區(qū)域」是和數(shù)字電路、模擬電路、供電和接地平面隔離的區(qū)域。這種隔離可以避免其它 PCB 區(qū)塊內(nèi)的噪聲源,破壞了敏感電路。例如:來自數(shù)字區(qū)塊的供電平面噪聲,滲入至模擬裝置(模擬區(qū)塊)、音頻裝置(音頻區(qū)塊)、I/O 濾波器、互連電路…。.等的供電接腳,如附圖一。
分割的主要目的是要把不干凈的供電、接地平面和其它功能區(qū)域,與干凈或安靜的區(qū)域分開。
隔離和分割
隔離和分割是指組件、電路、供電平面從其它功能裝置、區(qū)域和子系統(tǒng)中分開。若允許射頻電流以輻射或電導(dǎo)方式,被傳送至電路板的其它部位,這不僅會(huì)造成 EMI 問題,也會(huì)破壞應(yīng)有的正常功能。
隔離是使電路板上的某區(qū)域之所有平面沒有銅線存在,此沒有銅線存在的區(qū)域被稱為「壕溝(moat)」。沒有銅線存在的區(qū)域?qū)挾韧ǔJ?0.05 英吋。換句話說,一個(gè)隔離的區(qū)域是電路板上的一個(gè)「孤島」,類似一個(gè)具有城池的城堡。只有那些需要與它作業(yè)或互連的走線,才能與這個(gè)隔離區(qū)域相連接。對(duì)訊號(hào)和走線而言,「壕溝」就是一個(gè)隔離地帶,這些訊號(hào)和走線與隔離區(qū)域、或隔離區(qū)域的接口無關(guān)。
有兩種方法可以將走線、供電、接地平面連接至這個(gè)「孤島」上。第一種方法是使用隔離的變壓器、光學(xué)隔離器、或共模數(shù)據(jù)線過濾器,來跨越「壕溝」。第二種方法是使用「壕溝」上的一個(gè)「橋梁」。隔離也被應(yīng)用在將高頻寬組件與低頻電路分開的場(chǎng)合;此外,它也被應(yīng)用于使 I/O 界面維持在低的 EMI 頻寬---- 亦即從 I/O 互連電路傳播出來的射頻頻譜大小。
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