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模擬電路的工作依賴連續(xù)變化的電流和電壓。數(shù)字電路的工作依賴在接收端根據(jù)預(yù)先定義的電壓電平或門限對(duì)高電平或低電平的檢測(cè)，它相當(dāng)于判斷邏輯狀態(tài)的 “真”或“假”。在數(shù)字電路的高電平和低電平之間，存在“灰色”區(qū)域，在此區(qū)域數(shù)字電路有時(shí)表現(xiàn)出模擬效應(yīng)，例如當(dāng)從低電平向高電平(狀態(tài))跳變時(shí)，如果數(shù)字信號(hào)跳變的速度足夠快，則將產(chǎn)生過(guò)沖和回鈴反射現(xiàn)象。

對(duì)于現(xiàn)代板極設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，混合信號(hào)PCB的概念比較模糊，這是因?yàn)榧词乖诩兇獾?/span>“數(shù)字”器件中，仍然存在模擬電路和模擬效應(yīng)。因此，在設(shè)計(jì)初期，為了可靠實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的時(shí)序分配，必須對(duì)模擬效應(yīng)進(jìn)行仿真。實(shí)際上，除了通信產(chǎn)品必須具備無(wú)故障持續(xù)工作數(shù)年的可靠性之外，大量生產(chǎn)的低成本/高性能消費(fèi)類產(chǎn)品中特別需要對(duì)模擬效應(yīng)進(jìn)行仿真。

現(xiàn)代混合信號(hào)PCB設(shè)計(jì)的另一個(gè)難點(diǎn)是不同數(shù)字邏輯的器件越來(lái)越多，比如GTL、LVTTL、LVCMOS及LVDS邏輯，每種邏輯電路的邏輯門限和電壓擺幅都不同，但是，這些不同邏輯門限和電壓擺幅的電路必須共同設(shè)計(jì)在一塊PCB上。在此，通過(guò)透徹分析高密度、高性能、混合信號(hào)PCB的布局和布線設(shè)計(jì)，你可以掌握成功策略和技術(shù)。

一、混合信號(hào)電路布線基礎(chǔ)
    當(dāng)數(shù)字和模擬電路在同一塊板卡上共享相同的元件時(shí)，電路的布局及布線必須講究方法。圖1所示的矩陣對(duì)混合信號(hào)PCB的設(shè)計(jì)規(guī)劃有幫助。只有揭示數(shù)字和模擬電路的特性，才能在實(shí)際布局和布線中達(dá)到要求的PCB設(shè)計(jì)目標(biāo)。
圖1：模擬和數(shù)字電路：混合信號(hào)設(shè)計(jì)的兩個(gè)方面
    在混合信號(hào)PCB設(shè)計(jì)中，對(duì)電源走線有特別的要求并且要求模擬噪聲和數(shù)字電路噪聲相互隔離以避免噪聲耦合，這樣一來(lái)布局和布線的復(fù)雜性就增加了。對(duì)電源傳輸線的特殊需求以及隔離模擬和數(shù)字電路之間噪聲耦合的要求，使混合信號(hào)PCB的布局和布線的復(fù)雜性進(jìn)一步增加。
    如果將A/D轉(zhuǎn)換器中模擬放大器的電源和A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字電源接在一起，則很有可能造成模擬部分和數(shù)字部分電路的相互影響。或許，由于輸入/輸出連接器位置的緣故，布局方案必須把數(shù)字和模擬電路的布線混合在一起。
    在布局和布線之前，工程師要弄清楚布局和布線方案的基本弱點(diǎn)。即使存在虛假判斷，大部分工程師傾向利用布局和布線信息來(lái)識(shí)別潛在的電氣影響。

二、現(xiàn)代混合信號(hào)PCB的布局和布線
    下面將通過(guò)OC48接口卡的設(shè)計(jì)來(lái)闡述混合信號(hào)PCB 布局和布線的技術(shù)。OC48代表光載波標(biāo)準(zhǔn)48，基本上面向2.5Gb串行光通訊，它是現(xiàn)代通訊設(shè)備中高容量光通訊標(biāo)準(zhǔn)的一種。OC48接口卡包含若干典型混合信號(hào)PCB的布局和布線問(wèn)題，其布局和布線過(guò)程將指明解決混合信號(hào)PCB布局方案的順序和步驟。
圖2：OC48接口卡的邏輯
    如圖2所示，OC48卡包含一個(gè)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)和模擬電信號(hào)雙向轉(zhuǎn)換的光收發(fā)器。模擬信號(hào)輸入或輸出數(shù)字信號(hào)處理器，DSP將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字邏輯電平，從而可與微處理器、可編程門陣列以及在OC48卡上的DSP和微處理器的系統(tǒng)接口電路相連接。獨(dú)立的鎖相環(huán)、電源濾波器和本地參考電壓源也集成在一起。
    其中，微處理器是一個(gè)多電源器件，主電源為2V，3.3V的I/O信號(hào)電源由板上其他數(shù)字...

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