數(shù)字地和模擬地之間的連接與關(guān)系

關(guān)于電路中的地，以我們最常用的MSP430系統(tǒng)作為例子吧。電路中地是一個(gè)電路中公共電平參考點(diǎn)，不管是電路還是電源都以這地作為基準(zhǔn)。而這次我們要說(shuō)的是“數(shù)字地和模擬地之間的連接與關(guān)系”，以下是個(gè)人的主觀意見(jiàn)，如有不正確之處請(qǐng)大家能給予指正。

所謂數(shù)字地一般來(lái)說(shuō)是指數(shù)字電路類型集合的公共參考地，而模擬地也是類同之意。在一個(gè)復(fù)雜的電路系統(tǒng)中，往往會(huì)出現(xiàn)很不同類型的電路。通常我們?cè)谝噪娐返墓ぷ黝愋突蚬ぷ黝l率將其劃分。如數(shù)字、模擬之類劃分或以速度或頻率頻段劃分等。

在數(shù)字電路中，電路通常是處于開關(guān)狀態(tài)，而在所有數(shù)字芯片接地端匯集在一起。而這個(gè)匯集地因電路不停地開，這樣在回流地端上也會(huì)因而產(chǎn)生一些開關(guān)高頻噪聲。在設(shè)計(jì)PCB中若然這些電路處理不當(dāng)?shù)脑挘?，將?shù)字系統(tǒng)的地回流走線與模擬電路的地連接在一起。這樣很有可能將地噪聲信號(hào)引入模擬電路中，若果引入的地方是模擬電路是放大部分。那么很可能會(huì)將這些噪聲進(jìn)放大或干擾到模擬電路的正常工作或產(chǎn)生識(shí)動(dòng)作等情況。

為了處理好這個(gè)可能性的發(fā)生，一個(gè)復(fù)雜的混合信號(hào)電路中我們?cè)谠O(shè)計(jì)PCB時(shí)往往會(huì)將其電路類型進(jìn)分開布局處理。這樣有利于減少數(shù)字電路對(duì)模擬電路的干擾。通常在PCB中會(huì)采用一點(diǎn)匯流接地的方式來(lái)解決這種問(wèn)題，如數(shù)字電路設(shè)計(jì)PCB時(shí)先采用公共地接點(diǎn)，而模擬同樣處理。在最后將數(shù)字地與模擬地同樣匯接到電源的地端上進(jìn)行一個(gè)電流回路。

另外，在數(shù)字電路中，同樣要加增對(duì)電源的高頻退耦處理，如最常用的有在電路供電端增加0.1uf的退耦電容。

這個(gè)電容通常用兩個(gè)作用，其一是減少高頻信號(hào)回路的高頻電阻。因?yàn)樵诟咚匍_關(guān)中電路處于高速開關(guān)狀態(tài)，電流需要快速流動(dòng)。然而，由于電源大電容的存在，同樣由于大電容本身結(jié)構(gòu)的原因當(dāng)高速電流回流時(shí)大電容電感效應(yīng)會(huì)對(duì)高速電流產(chǎn)生感抗。這樣從而增大了高速或高頻信號(hào)回流的阻抗，這個(gè)對(duì)于模擬電路來(lái)說(shuō)是很不利的。此時(shí)增加了高頻特性的退耦電容可以助于減少高頻阻抗的產(chǎn)生。

其二，在數(shù)字電路中，由于電路常處理開關(guān)狀態(tài)。在電源供電端也會(huì)因而產(chǎn)生一些高頻帶噪聲，在多數(shù)字電路并聯(lián)中，這些噪聲容易影響到其他電路中。那么此時(shí)在增加退耦電容就可以有效過(guò)濾掉這些高頻噪聲，讓其直接對(duì)地回流。

另外，在數(shù)字電路中，同樣要加增對(duì)電源的高頻退耦處理，如最常用的有在電路供電端增加0.1uf的退耦電容。

在一些復(fù)雜的數(shù)?；旌想娐分?，時(shí)常為了減低數(shù)字電路與模擬電路之間的影響。往往在PCB設(shè)計(jì)上鋪地處理時(shí)做一個(gè)地與地區(qū)之間起一個(gè)連接的作用。就是那么簡(jiǎn)單！我就打個(gè)簡(jiǎn)單的單電源系列為例，電路中以地作為參考，在這個(gè)系統(tǒng)中。所有電流回路都需由正端流向負(fù)端(相對(duì)此例單電源電路中而言)，所以在不同工作類型的電路中，其電路回路最終電流回流端都是入地的。

那么在不同電路中，為了減少互相之間的噪聲影響。所以在電路PCB的布局上和鋪銅處理方面都需做相應(yīng)的區(qū)分處理(電源供電和布線上也應(yīng)如此，在此暫不提太多關(guān)于PCB設(shè)計(jì)上的電性規(guī)則問(wèn)題)。就是為這樣的區(qū)分鋪銅，那么最終都需要匯流到公共地端上。本來(lái)如果是采用純屬的同一網(wǎng)絡(luò)鋪銅處理這從PCB軟件布線上是沒(méi)有問(wèn)題的。但在我們?nèi)粘?shí)際設(shè)計(jì)電路圖時(shí)為了更好的讀圖及專業(yè)表達(dá)為由，往往在設(shè)計(jì)電路圖時(shí)已將不同的電路類型也已劃分好了。

同時(shí)，也將不同的類型電路的地網(wǎng)絡(luò)歸類并為其命類同的地名。如“PGND GND DGND AGND....”等這些都是用來(lái)表達(dá)不同的類型電路地端。而這地端在電性上又最終連接在一起的，但是由于PCB設(shè)計(jì)軟件上電路的同一網(wǎng)絡(luò)端中只允許一個(gè)網(wǎng)絡(luò)名的原因。同時(shí)，由于電路地的歸類與匯集連結(jié)的必要。所以，這時(shí)就需要一個(gè)跨地之間連接的導(dǎo)線了。這個(gè)連接的導(dǎo)線正是解決了多地網(wǎng)絡(luò)和地集合的作用?；蛘哒f(shuō)，你也可以用一個(gè)焊點(diǎn)或跳線來(lái)代替0歐電阻。用0歐電阻只是一個(gè)方便而已。所以，從電性上說(shuō)這0歐電阻是多余的。

其次，關(guān)于為什么不能用磁珠。這個(gè)也是一個(gè)電磁問(wèn)題。

首先，磁珠是一個(gè)具有高頻特性的器件，而一般常用用法是用于子電源供電與主電源供電之間。由于其本身器件的特性原因--等效為一個(gè)低通濾波器。所以其主要作用是起濾波作用，目的也是為了減少來(lái)自主電源或其他并聯(lián)電路所產(chǎn)生的噪聲串?dāng)_。這就是磁珠大概的用處。

那么為什么區(qū)地之間不能使用磁珠呢，從直流靜態(tài)的角度上看，一般磁珠都有一定的直流電阻值。如果將這個(gè)電阻值串聯(lián)在兩個(gè)地之間(類型地與電源地)，很顯示是破壞了“地”參考點(diǎn)的電位和產(chǎn)生電位差。所以這也是為什么不建議用磁珠來(lái)代替導(dǎo)線或0歐電阻的原因了。