【E問E答】如何降低數(shù)模設計過程中的數(shù)模干擾？

　　數(shù)模設計過程中要避免照搬經驗和規(guī)則，但要徹底講清這個問題，首先要明白數(shù)模干擾的機理，數(shù)字對模擬的影響可以分為以下兩種情況：串擾和共阻抗耦合。

　　1、串擾

　　串擾一般是通過數(shù)字與模擬信號線間的分布參數(shù)相互影響，不過這個問題至少目前已經不是很突出了。因為數(shù)字信號要布置在數(shù)字區(qū)域，模擬信號要布置在模擬區(qū)域，空間上都已經做了隔離，因此風險也減少了。

　　2、共阻抗耦合

　　公共阻抗耦合是指由于騷擾源與敏感部位共用一個線路阻抗而產生的。當數(shù)字信號與模擬信號共地時，由于地線在高頻時存在一定的阻抗，因此數(shù)字信號回流流過時將產生一個壓降，這就是共模電壓源。

　　此時，如果共模電流流經模擬區(qū)域，在模擬區(qū)域地上產生壓降，這個電壓如果疊加在模擬信號上，便會影響模擬信號，這就是數(shù)模共阻抗干擾的機理。

　　根據(jù)對共阻抗耦合的原因分析，解決辦法如下：

　　A、降低GND阻抗，降低共模電壓源;

　　B、避免數(shù)字GND產生的共模電流流經模擬區(qū)域。

　　對于降低GND阻抗，極端點的阻抗為零，此時即使數(shù)字信號回流流過，也不會產生共模電壓源，因此，也不會影響模擬信號。

　　但是，實際情況是做不到GND零阻抗的，唯一的手段就是使其無限制的降低，如使用GND平面、GND平面減少分割、GND平面長寬比小于3等等。

　　對于使數(shù)字地產生的共模電流不流經模擬區(qū)域，數(shù)模分割啟示就是這個初衷。但實際情況是，有很多的案例都對數(shù)字與模擬進行了分割，但仍然不能解決數(shù)字對模擬的干擾。

　　在此，需要鄭重強調一點，如果只想通過數(shù)模分割就解決數(shù)字對模擬的影響，是不見樹木不見森林的錯誤做法。數(shù)模分割需要從系統(tǒng)架構上做深度分析，比如塑料或金屬機箱、系統(tǒng)接地點、模擬區(qū)域有無I/O線纜等等。

　　例如：

　　對于塑料機箱，如果模擬區(qū)域有I/O電纜，此時數(shù)字模擬分割不一定能解決問題。因為數(shù)字信號在GND上產生的共模噪聲會因為I/O電纜與參考接地平板的分布參數(shù)形成環(huán)路，此時共模電流也將流經模擬區(qū)域，所以這種分割存在很大的風險。

　　對于金屬外殼的產品，因為單板需要接地，因此重點需要關注接地點，即接地點的設置要避免數(shù)字區(qū)域共模電流流經模擬區(qū)域。

　　對于模擬區(qū)域無I/O的線纜的情況，在進行數(shù)字與模擬分割后，可以在A/D芯片數(shù)字與模擬GND上設置接地點，避免數(shù)字區(qū)域的共模電流流經模擬區(qū)域。

　　但對于模擬區(qū)域有I/O線纜的情況，因為線纜對地的分布參數(shù)，因此，存在共模電流流經模擬區(qū)域的風險，此時還需要充分考慮I/O線纜的長度，如音頻耳機線因為比較短，可能分割后風險不大，但是，如果線纜很長的情況下，即使風格也有很大的風險。

　　任何事物沒有絕對正確性，數(shù)模分割同樣如此，如果涉及不好，會產生負面效果，比如跨分割布線等等。另外，高頻時即使分割了，分割之間存在分布參數(shù)，因此，也不能形成完全意義上的分割。

　　初學者或對EMC一知半解的工程師，如果對數(shù)模風格把握不準，建議盡量少分割或干脆不分割，以保證GND平面完整，降低GND平面阻抗，同樣可以減小數(shù)字對模擬干擾的風險。