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在高速PCB设计中，数模混合电路PCB设计中的干涉问题一直是难题。特别地，模拟电路通常是信号的源，能否正确接收信号并进行变换是PCB设计需要考虑的重要因素。文章通过分析数字混合电路干扰产生的机理，结合设计实践，研究了数字混合电路的一般处理方法，并通过设计实例进行了验证。
一、前言
印制电路板PCB是提供电子产品电路元件和设备之间的电连接的设备的支撑体。现在，许多PCB不是单一的功能电路，而是将数字电路和模拟电路混合而构成的。数据一般由模拟电路收集并接收，但是带宽和增益在被软件控制时必须被数字化，所以在一张板上同时存在数字电路和模拟电路，并共享相同的元件的情况也很多。考虑到它们之间的相互干扰问题和对电路性能的影响，电路布局和布线需要一定的原则。分离混合信号PCB设计中的电源传输线的特殊要件和模拟和数字电路之间的噪声耦合的要件增加了设计时的布局和布线的复杂度。这里，通过解析高密度混合信号PCB的布局和布线设计，实现所希望的PCB设计目标。
二、数字模式混合电路干扰产生机制
由于模拟信号与数字信号相比依赖于模拟电路的操作连续变化的电流和电压，所以任何微小的干扰都可以影响正常操作，数字电路的操作取决于接收侧预先定义的电压电平或阈值对高电平或低电平的检测具有一定的防止干扰能力。然而，在混合信号环境中，数字信号相对于模拟信号是噪声源。数字电路动作时，稳定的有效电压仅为高低电平的2种电压。当数字逻辑输出从高电压变为低电压时，该元件的接地销放电，产生开关电流，这是电路的开关动作。数字电路）的速度越快，其开关时间一般也越短，大量的开关电路同时从逻辑高电平到逻辑低电平时，由于地线通过电流的能力不足，所以大量的开关电流引起逻辑性的电压变动我们称之为地弹。数字电路引起的地弹噪声和电源扰动在耦合到模拟电路时会影响模拟电路的动作性能。由于相当大的干扰源是由电源和接地总线产生的，因此地线干扰最大，因此在PCB设计中接地和电源的设计尤其重要。
三、数模混合电路PCB设计的一般处理原则
虽然已经描述了混合电路干扰的发生机制，但是如何减少数字信号和模拟信号之间的相互干扰呢。在设计之前，必须理解电磁兼容性EMC的两个基本原则。第一原则是尽可能减小电流环路的面积，并且如果信号不能通过尽可能小的环路返回，则可以形成大的环路天线。第二原则是系统仅采用一个参考面，相反，如果系统中存在两个参考面，则可以形成一个偶极天线。在设计上必须尽量避免这两种情况。
（1）布局布线的原则。在元设备布局中首先要考虑的一个因素是，将模拟电路部分和数字电路子设备分开配置，将模拟信号布线到电路板的所有层的模拟区域内，并且将数字信号布线到数字电路区域内。此时，数字信号的返回电流不流入模拟信号的地。对于频率高的特殊要求的线，优选手动布线。根据需要差分走线或屏蔽线。由于输入输出连接器的位置，模拟电路和数字电路的配线有时必须混合，很有可能对模拟部和数字部电路产生相互影响。由此，必须在与模拟电源层邻接的地方不走数字时钟线和高频模拟信号线。否则，电源信号的噪声耦合到敏感的模拟信号。为了实现低阻抗的电源和地面网络，数字电路必须尽量减小导线的阻抗，并且尽量减少模拟电路的电容耦合。数字电路的频率高，模拟电路的灵敏度高，对于信号线，高频的数字信号线尽量远离敏感的模拟电路元件。
（2）电源和接地的处理。在复杂的混合电路板设计中，地线的布局和处理是改善电路性能的重要因素。有人提议将混合信号电路板上的数字和模拟分割，实现数字和模拟之间的隔离。然而，该方法通常超过分割间隙布线，导致电磁辐射和信号串扰的急剧增加。
理解电流回流到地面的路径和方法是优化混合信号电路板设计的关键。在必须分割地线层且必须通过分割间的间隙布线的情况下，能够在分割后的地线之间单点连接形成两个地间的连接桥，然后通过该连接桥配线。
