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I/O设计功能子系统和安静区域的介绍和如何正确的隔离和分割映像平面

1843347 2018-09-10 | pdf | 0.37 MB | 次下载 | 免费

资料介绍

　　设计 I/O 电路时，有两个地方很重要，那就是：功能子系统和「安静区域（quiet area）」。底下将分别说明。

　　功能子系统

　　每一个 I/O 应该被视为 PCB 的不同区块，因为它们各自具有独特的功能与应用。为了避免在子系统之间产生射频耦合，所以必须做分割。一个功能子系统包含了一堆组件，以及相关的支持电路。组件与组件相互紧邻，可以缩短走线绕线的长度，并提高各功能区块的效能。每一位硬件和 PCB 工程师通常会试着将组件集合在一起，但是由于各种原因，有时这是行不通的。在布线（layout）时， I/O 子系统的处理方式和其它 PCB 区块不一样，这通常是经由布线切割达到的。

　　布线切割加强了讯号的质量和功能的完整性，因为这样可以防止产生具有高频宽的发射器，例如：背板互连、视讯装置、数据接口、以太控制器、SCSI 装置、 CPU、毁损的串行或平行、视讯、音频、异步/同步通讯端口、软盘控制器、前端显示器、区域和广域网络控制器…等。每一个 I/O 子系统必须被当成不同的 PCB 一样。

　　安静区域

　　「安静区域」是和数字电路、模拟电路、供电和接地平面隔离的区域。这种隔离可以避免其它 PCB 区块内的噪声源，破坏了敏感电路。例如：来自数字区块的供电平面噪声，渗入至模拟装置（模拟区块）、音频装置（音频区块）、I/O 滤波器、互连电路…。.等的供电接脚，如附图一。

　　分割的主要目的是要把不干净的供电、接地平面和其它功能区域，与干净或安静的区域分开。

　　隔离和分割

　　隔离和分割是指组件、电路、供电平面从其它功能装置、区域和子系统中分开。若允许射频电流以辐射或电导方式，被传送至电路板的其它部位，这不仅会造成 EMI 问题，也会破坏应有的正常功能。

　　隔离是使电路板上的某区域之所有平面没有铜线存在，此没有铜线存在的区域被称为「壕沟（moat）」。没有铜线存在的区域宽度通常是 0.05 英吋。换句话说，一个隔离的区域是电路板上的一个「孤岛」，类似一个具有城池的城堡。只有那些需要与它作业或互连的走线，才能与这个隔离区域相连接。对讯号和走线而言，「壕沟」就是一个隔离地带，这些讯号和走线与隔离区域、或隔离区域的接口无关。

　　有两种方法可以将走线、供电、接地平面连接至这个「孤岛」上。第一种方法是使用隔离的变压器、光学隔离器、或共模数据线过滤器，来跨越「壕沟」。第二种方法是使用「壕沟」上的一个「桥梁」。隔离也被应用在将高频宽组件与低频电路分开的场合；此外，它也被应用于使 I/O 界面维持在低的 EMI 频宽---- 亦即从 I/O 互连电路传播出来的射频频谱大小。