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數(shù)字電路設(shè)計(jì)與模擬電路設(shè)計(jì)的區(qū)別
數(shù)字電路設(shè)計(jì)與模擬電路設(shè)計(jì)的區(qū)別有許多，這里簡單介紹一下，希望給你啟發(fā)：
我們中的某些人渴望在數(shù)字電路設(shè)計(jì)和模擬電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域中都能完成所有工作的簡單時(shí)期。如今，您無法擺脫在復(fù)雜的電子產(chǎn)品中運(yùn)行純數(shù)字或模擬系統(tǒng)的麻煩。混合信號PCB是很普遍的做法，使得舊的布局策略已過時(shí)。
我們生活在一個(gè)非線性的模擬世界中，事物在紙上才真正變成數(shù)字或線性的。模擬電路設(shè)計(jì)和數(shù)字電路設(shè)計(jì)之間的差異始于信號波形，而并非始于正確的布局選擇。使用正確的布局策略可以幫助確保來自模擬和數(shù)字集成電路（IC）的信號保持干凈并且不會互相干擾。
線性與非線性IC
模擬IC有線性和非線性兩種。模擬線性IC的輸出信號將與輸入信號成比例。換句話說，如果將輸出信號與輸入信號作圖，則與它們相關(guān)的曲線將是一條直線。非線性模擬IC并非如此。信號輸出的曲線將不是直線。這些IC的輸出信號通常在高輸入電壓下表現(xiàn)出飽和。
呈現(xiàn)非線性輸出的電路元件的兩個(gè)常見示例是晶體管和二極管。二極管的輸出是輸入電壓的指數(shù)函數(shù)。對于晶體管，輸出信號最初在低輸入電壓下是線性的，但是一旦輸入電壓足夠大，輸出很快就會飽和到恒定輸出。
非線性模擬IC可以在時(shí)間上表現(xiàn)出非線性響應(yīng)，同時(shí)在輸出信號中仍然表現(xiàn)出線性響應(yīng)。這意味著非線性效應(yīng)的產(chǎn)生取決于輸入頻率，而不是輸入電壓。一種非線性地作用于輸入交流信號的常見模擬集成電路是放大器電路。放大器電路的壓擺率（即每單位時(shí)間的最大輸出電壓變化）將限制其響應(yīng)速度。如果將高頻率正弦波形輸入到具有低擺率的放大器，則當(dāng)響應(yīng)率飽和到擺率時(shí)，輸出將類似于三角波。
大多數(shù)帶有非線性元件的電路都不容易進(jìn)行分析檢查，這意味著必須以數(shù)字方式計(jì)算電路中的電流和電壓。無論您使用的是模擬IC還是數(shù)字IC（或同時(shí)使用這兩者），出色的仿真套件都可以幫助您建模和驗(yàn)證設(shè)備的功能。
噪聲及其對您的PCB布局的意義
不幸的是，與模擬IC相比，數(shù)字IC是令人生厭的動物。對于具有給定開關(guān)頻率的數(shù)字信號，與具有相同頻率和幅度的模擬信號相比，功率譜會將功率集中在更多的頻率上。加上數(shù)字電路中的眾多噪聲源，模擬和數(shù)字集成電路中的噪聲系數(shù)可能會更高。
根據(jù)IC中電路元件的混合方式，模擬IC的輸出信號可能會表現(xiàn)出強(qiáng)烈的非線性。同時(shí)，數(shù)字IC從定義上說是非線性的，邏輯處理電路實(shí)際上是分段非線性的。因?yàn)樵谌魏涡盘栔卸疾豢杀苊獾貢a(chǎn)生噪聲，所以這些電路元件對噪聲的響應(yīng)方式取決于輸入和輸出信號之間的關(guān)系（稱為傳遞函數(shù)）。
無論您使用數(shù)字IC還是模擬IC，都應(yīng)始終使用最佳實(shí)踐來抑制輻射和傳導(dǎo)EMI，串?dāng)_和信號反射。您無法通過過濾完全消除白噪聲。例如，如果要使用帶通濾波器消除正弦信號中的白噪聲，則只能濾除遠(yuǎn)離帶中心的頻率處的噪聲。使用久經(jīng)考驗(yàn)的布局實(shí)踐可以幫助您將噪聲水平降低到極低的水平，以至于無法測量。
模擬，數(shù)字和混合信號布局
在同一塊PCB上使用模擬和數(shù)字IC時(shí)，需要將電路板分成模擬和數(shù)字功能塊。電路板的模擬部分應(yīng)放置在模擬接地層上，同時(shí)保持PCB接地之間的隔離。數(shù)字IC同樣如此：它們應(yīng)放置在自己的接地板上。每種類型的組件都只能在其自己的接地平面上布線。單個(gè)接地層可以在仍然連接的情況下分成數(shù)字部分和模擬部分。連接這兩個(gè)平面的最佳位置是在電源附近。一個(gè)平面中感應(yīng)的噪聲將被它們之間的高阻抗返回路徑阻止進(jìn)入另一平面。將防止一個(gè)平面中的噪聲信號進(jìn)入模擬平面并將噪聲耦合回模擬信號，反之亦然。取而代之的是，在任何一個(gè)區(qū)域中感應(yīng)出的噪聲都必須遵循電抗最小的路徑，回到連接的區(qū)域，最后回到電源。
布局中數(shù)字和模擬接地平面部分之間的分隔距離也很重要。即使兩個(gè)接地平面是平坦的，它們?nèi)詴娙蓠詈?，因此一個(gè)部分中的噪聲仍可以耦合到另一部分中。通常，如果空間允許，您應(yīng)該選擇更大的間距，因?yàn)檫@樣會減小等效電容，從而增加接地層之間的等效阻抗。
您的模擬和數(shù)字組件可以和諧相處
如果使用混合信號IC，則會遇到問題，因?yàn)槟枰獙⑺鼈兺瑫r(shí)放在模擬和數(shù)字接地部分。較舊的IC并未將混合信號IC上的模擬和數(shù)字引腳完全分離到雙列直插式封裝（DIP）的每一側(cè)。值得慶幸的是，較新的IC以此方式將引腳分開，從而使您可以將IC安裝在兩個(gè)接地平面上。在這種情況下，封裝的大小將限制接地平面之間的距離。最好的PCB設(shè)計(jì)軟件包使處理模擬，數(shù)字或混合信號板變得容易。如果您的設(shè)計(jì)包包含仿真功能，則您將能夠評估設(shè)計(jì)中的潛在噪聲問題，并在電路板下線之前解決這些問題。