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干货！数模混合板布局布线设计要点

21ic电子网  · 公众号  · 半导体  · 2024-10-22 20:04

正文

1）有数模混合设计的部分，优先考虑模拟电路布局布线，将其受干扰影响优化到最小。

2）布局前须分析好数字和模拟电路，将数字器件数字器件和模拟器件必须分区放置。模拟地和数字地是否要分开主要参考数据手册（或者原理图），现在很多AD转换器参考设计都是采用统一的数字地，但设计时一定要按功能区分布局布线，以免产生干扰。
一般有数模混合设计的部分，会采用AD或者DA芯片，分割的位置在芯片上，可以查看这些芯片的Datasheet，将信号区分好。

3）一般模拟器件因为接口器件的缘故靠近板边放置，对于客户没有指定模拟接口器件的情况，一般遵循模拟接口远离电源接口、数字接口（例如串口、网口、HDMI等），模拟接受和发送接口分开。
4）如果原理图将模拟地和数字地分开，设计时要将数字信号与模拟信号在各层进行分割，数字电源与模拟电源也要进行分割，原则上不允许有跨分割的处理。
另外，电源信号也不建议跨分割，对跨分割的电源建议通过磁珠（或者“∏”型滤波）来解决，分割带须20mil以上距离。
5）只在电源上加磁珠进行隔离，电源的回流路径会很长，所以建议在模拟电源跨界的磁珠旁边再增加一个数字地和模拟地的跨接磁珠用于模拟电源和数字电源回流。

6）对于信号线跨分割的情况，一般对单根信号线可以采用在跨分割的线上面增加磁珠或者0欧姆电阻来解决，对于多根信号线跨分割应将数字线集中起来在一个地方强连。
7）布局应考虑信号流的走向，小信号（一般为接口进来的小的模拟信号）、大信号（经过放大器放大后的大信号或者A/D转换器）、数字信号（FPGA/DSP/CPU）应有序排布。
8）A/D转换器跨模数分区放置。一般在A/D之将模拟地和数字地相连。

9）常见的模拟器件（或者信号）有R/G/B信号、BNC或者SMA头相连的中频输入信号、音频或者MIC器件、运放/比较器/滤波器等模拟器件、各种红外/热感应器件/蓝牙等传感器相关的器件、晶体、射频天线/射频开关等射频器件。

10）严格按照原理图的顺序进行布局布线，模拟器件电源要放置大小电容、最好经过电容再到电源管脚、线宽不小于20mil、对于管脚比较细的，和管脚宽度一样的线宽拉出来到电容或者过孔。
11）空间允许的情况下，模拟信号尽量采用包地处理，注意包地要尽量间隔不小于200mil打地过孔。
12）模拟信号尽量不要打过孔、线宽为10mil以上。对50欧姆阻抗的可以采用隔层参考、尽量避免STUB的存在，特别是一定要先经过保护器件再引出去。
13）开关电源、时钟电路、大功率器件远离模拟器件和模拟信号。
14）对于有巴伦（平衡与不平衡的转换器）的注意控制输入和输出的阻抗，巴伦两边的地根据原理图进行设计，一般是不分开的。

15）R/G/B信号加粗到10mil以上并包地，在跨分割的问题上一般建议加磁珠。BNC/SMA头信号管脚所有层挖空，挖空的大小为20mil到焊盘的距离。音频的左右声道按照10mil/10mil（线宽/间距）进行布线，MIC+、-信号和左右声道一样的处理方法。
16）运算/比较器/滤波器一般没有阻抗要求，一般采用10mil的线宽进行布线，注意整体的布局和布线采用“一”字型结构。

17）对于中频信号尽量采用隔层参考，既满足50ohm阻抗要求、又满足线宽越宽衰减越小的理念。天线下面采用挖空处理、开窗处理，净空区域尽量为5mm以上。

18）数字部分的接收与发送分开布线，尽量不布同一层。如果同层处理，发送与发送信号之间、接收与接收信号之间满足3W原则，接收和发送之间满足5W原则。

来源：凡亿PCB


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