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老工程師分享一些模擬電路設計的經驗

時間：2021-09-07 11:28:50

關鍵字：工程師模擬電路設計

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[導讀]模擬電路的設計是工程師們最頭疼，但也是最致命的設計部分。盡管目前數(shù)字電路、大規(guī)模集成電路的發(fā)展非常迅猛，但是模擬電路的設計仍是不可避免的，有時也是數(shù)字電路無法取代的，例如RF射頻電路的設計。這里將模擬電路設計中應該注意的問題總結如下：01為了獲得具有良好穩(wěn)定性的反饋電路，通常要求...

模擬電路的設計是工程師們最頭疼，但也是最致命的設計部分。盡管目前數(shù)字電路、大規(guī)模集成電路的發(fā)展非常迅猛，但是模擬電路的設計仍是不可避免的，有時也是數(shù)字電路無法取代的，例如RF射頻電路的設計。這里將模擬電路設計中應該注意的問題總結如下：

01

為了獲得具有良好穩(wěn)定性的反饋電路，通常要求在反饋環(huán)外面使用一個小電阻或扼流圈給容性負載提供一個緩沖。

02

積分反饋電路通常需要一個小電阻（約560歐）與一個大于10pF的積分電容串聯(lián)。
03

在反饋環(huán)外不要使用主動電路進行濾波或控制EMC的RF帶寬，而只能使用被動元件（最好為RC電路）。僅僅在運放的開環(huán)增益比閉環(huán)增益大的頻率下，積分反饋方法才有效。在更高的頻率下，積分電路不能控制頻率響應。
04

為了獲得一個穩(wěn)定的線性電路，所有連接必須使用被動濾波器或其他抑制方法（如光電隔離）進行保護。

05

使用EMC濾波器，并且與IC相關的濾波器都應該和本地的0V參考平面連接。
06

在外部電纜的連接處應該放置輸入輸出濾波器；在未屏蔽系統(tǒng)內部的任何導線連接處都需要濾波，因為存在天線效應。另外，在具有數(shù)字信號處理或開關模式的變換器的屏蔽系統(tǒng)內部的導線連接處也需要濾波。
07

模擬IC中的電源和地參考引腳需要高質量的RF去耦，這一點與數(shù)字IC一樣。但是模擬IC通常需要低頻的電源去耦，因為模擬元件的電源噪聲抑制比（PSRR）在高于1KHz后增加很少。在每個運放、比較器和數(shù)據(jù)轉換器的模擬電源走線上都應該使用RC或LC濾波。電源濾波器的拐角頻率應該對器件的PSRR拐角頻率和斜率進行補償，從而在整個工作頻率范圍內獲得所期望的PSRR。
08

對于高速模擬信號，根據(jù)其連接長度和通信的最高頻率，傳輸線技術是必需的。即使是低頻信號，使用傳輸線技術也可以改善其抗干擾性，但是傳輸線如果未正確匹配，將會產生天線效應。
09

避免使用高阻抗的輸入或輸出，它們對于電場非常敏感。
10

由于大部分輻射是由共模電壓和電流產生的，并且因為大部分環(huán)境的電磁干擾都是共模問題產生的，因此在模擬電路中使用平衡的發(fā)送和接收（差分模式）技術可以得到很好的 EMC 效果，而且可以減少串擾。平衡電路（差分電路）驅動不會使用0V參考系統(tǒng)作為返回電流回路，因此可以避免大的電流環(huán)路，從而減少RF輻射。
11

比較器必須具有滯后（正反饋），以防止因為噪聲和干擾而產生錯誤的輸出變換，也可以防止在斷路點產生振蕩。不要使用比所需速度更快的比較器（將dV/dt保持在滿足要求的范圍內，盡可能低）。
12

有些模擬IC本身對射頻場特別敏感，因此常常需要使用一個安裝在PCB上，并且與 PCB 的地平面相連接的小金屬屏蔽盒，來對這樣的模擬元件進行屏蔽。注意，一定要保證其散熱條件。
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