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混合信号电路PCB的设计复杂，零组件的布局、布线、电源和地线的处理直接影响电路性能和电磁适应性性能。本文介绍的土地和电源分区设计可以优化混合信号电路的性能。
如何减少数字信号和类比信号之间的相互干扰。在设计之前，必须理解电磁适应性（EMC）的两个基本原则。第一原则是尽可能减小电流电路的面积。第二原则是系统只采用一个参考面。相反，如果系统中存在两个参考平面，则一个偶极天线（注：小偶极天线的辐射大小可以与线的长度、流的电流大小和频率成比例）。另一方面，如果信号不能以较小的循环返回，则可以形成较大的环天线（注：小型环天线的辐射大小与环路面积、环路中流动的电流大小、频率平方成比例）。在设计上必须尽量避免这两种情况。
图1：信号线跨越分割地之间的间隙。电流的返回路径是什么？
建议将混合信号电路板上的数字地与类比地分割，能够实现数字地与类比地之间的分离。这种方法是可行的，但是在复杂的大规模系统中存在许多问题特别明显。最重要的问题是，不能越过分割间隙配线，当越过分割间隙配线时，电磁辐射以及信号串扰急剧增加。PCB设计中最常见的问题是信号线通过分割地或电源产生EMI问题。
如图1所示，采用上述分割方法，信号线穿过两个地之间的间隙，信号电流的返回路径是什么。如果假定两个被分割的连接在某个位置（通常在某个位置上是单点连接的），则在该情况下，地电流形成大的循环。流经大循环高频电流产生放射线和高电感，如果是流经大循环的低电平的类比电流，则容易干扰外部信号。最糟糕的是，当分割地连接到电源时，形成非常大的电流循环。另外，类比地由一个长的引线连接到数位而构成偶极天线。
理解电流回流到地面的路径和方式是优化混合信号电路板设计的关键。很多PCB设计工程师只考虑信号电流从哪里流，而忽略电流的具体路径。需要分割地线层，并且通过分割间的间隙布线，能够在分割后的地之间单点连接形成两个地间的连接桥，然后通过该连接桥布线形成。由此，能够在各信号线的下方直接设置电流回流路径，能够减小形成的循环面积。
图2:类比地与数字电路接地之间实现单点连接，构成区域间信号传输的连接桥。该信号连接桥提供信号的返回电流路径。
即使使用光分离元件或变压器，信号也能够越过分割间隙。在前一种情况下，超过分割间隙的是光信号。在使用变压器的情况下，超过分割间隙的是磁场。另一种可执行的方法是差分信号当信号从另一条线路流入并返回时，无需作为回流路径。
为了深入研究数位信号对类比信号的干扰，必须先理解高频电流的特性。高频电流阻抗总是最小（电感最小），因为选择了直接位于信号下的路径，所以无论该接近层是电源层还是接地层，返回电流都流过相邻的电路层。
在实际工作中一般有统一使用的倾向，将PCB分割成类比部分和数位部分。类比信号被布线到电路基板的所有层的类比区域，数字信号被布线到数字电路区域。此时，数字信号的返回电流不流入类比信号的地。
仅在将数字信号布线在电路基板的类比部分上或将类比信号布线在电路基板的数字部分上的情况下，产生由数字信号对类比信号的干扰。发生这样的问题不是因为没有被分割，真正的原因是数字信号的布线不合适。
PCB设计统一地，数字电路和类比电路分区和适当的信号布线通常可以解决一些相对困难的布局布线问题，同时也不会发生由于拆分而引起的潜在故障。在这种情况下，零组件的布局和分区是决定设计优劣的关键。如果布局布线合理，则数字地电流限于电路基板的数字部分，不干扰类比信号。对于这样的配线，为了保证100%遵守配线规则，必须慎重检查、对照。否则，一条信号线不合适的话，设计优秀的电路板就会完全被破坏。
与A/D转换器的类比地连接数位销时，很多A/D转换器制造商建议将AGND和DGND管脚藉由的最短引线连接到相同的低阻抗地面上（注：很多A/D转换器晶圆内部没有和类比地连接数位，因此需要通过外部的引脚实现类比和数位的连接）。连接到DGND的外部阻抗通过寄生电容将更多的数字噪声莲藕到IC内部的类比电路。根据该提案，需要将A/D转换器的AGND和DGND管脚两者连接到类比地，但是该方法产生数位信号莲藕除去容量的接地端应该连接到类比地或者应该连接到数位的问题。
系统只有一个A/D转换器时，上述问题可以简单解决。如图3所示，分割地，在A/D转换器的下面连接类比地和数位的部分。为了采用这种方法，确保两个接地之间的连接桥宽度和IC等宽，并且任何信号线都不能超过分割间隙。
系统中A/D转换器多的情况下，例如10个A/D转换器如何连接？在各A/D转换器的下面连接有类比地和数比特的情况下，生成多点连接，类比地和数比特之间的分离没有意义。如果不这样连接的话，会违反制造商的要求。
最好的方法是从一开始就统一使用。如图4所示，统一分为类比部分和数位部分。这样的布局布线满足IC元件制造商对类比地和数字销的低阻抗连接的要求，并且在不形成环路天线或偶极天线的情况下产生EMC问题。
在对混合信号PCB设计被统一使用有疑问的情况下，可以使用地层分割法在电路基板整体上配置配线，在设计时，可以注意电路基板在后的实验时容易通过小于1/2英寸的节距的跳跃线或0欧姆电阻进行分割连接。注意分区和布线，确保所有层中没有几位信号线位于类比部分上方，确保类比信号线不位于数位部分上方。另外，任何信号线都不能越过接地间隙或分割电源之间的间隙。测试电路板的功能及EMC性能后，用0欧姆电阻或跳跃线连接2个，再测试电路板的功能及EMC性能。比较测试结果，发现大多数情况下，比起分割，统一的方案在功能上和EMC性能上都更好。
分割土地的方法还有用吗？
一些医疗设备要求连接到患者的电路和系统之间的泄漏电流低。一些工业过程控制装置的输出可连接到噪声大、功率高机电设备。另一种情况是PCB的布局受到特定的限制的情况。
混合信号PCB基板通常具有独立的数字及类比电源，能够采用分割电源面。然而，与电源层相邻的信号线不能跨越电源之间的间隙，并且跨越该间隙的信号线必须位于与大面积相邻的电路层。根据情况，可以设计成用线而不是PCB面连接类比电源，以避免电源面的分割问题。
混合信号PCB设计是一个复杂的过程，设计过程应注意以下几点：。
1.将PCB分割成独立的类比部分和数位部分。
2.适当的零组件布局。
3.A/D转换器位于分区之间。
4.不分割土地。在电路板的类比部分和数字部分下统一敷设。
5.在电路板的所有层中，仅将数字信号布线到电路板的数字部分。
6.在电路板的所有层中，类比信号只可以布线电路板的类比部分。
7.实现类比和数字电源分割。
8.布线不得越过分割电源面之间的间隙。
9.必须跨越分割电源之间的间隙的信号线必须位于与大面积邻接的布线层上。
10.分析反馈电流实际流动的路径和方式。
11.采用正确的接线规则。
