Design analogico - 12 consigli per lo sviluppo di prodotti elettronici

ByteSnapBytes è la nostra parte del blog in cui guardiamo allo sviluppo delle migliori pratiche per gli ingegneri che progettano elettronica e software integrati. Qui, diamo uno sguardo più attento ai migliori suggerimenti per la progettazione analogica. Design analogico - Evita insidie ​​comuni Nella nostra moderna era digitale, le capacità di progettazione analogica sono spesso trascurate. Sebbene l'analogico sia radicato nella legge di Ohms del 1827, il mondo guidato dall'IoT di oggi rimane analogico e queste competenze specialistiche sono più importanti che mai per i team di progettazione elettronica. L'aggiunta di circuiti analogici a un progetto può essere scoraggiante per l'ingegnere digitale. Quindi, i nostri consulenti di ingegneria qui a ByteSnap hanno messo insieme una guida pratica per aiutarti ad evitare alcune insidie ​​comuni. Design analogico - 12 consigli per lo sviluppo di prodotti elettronici 1 reti di alimentazione analogiche sensibili al filtro Le guide di tensione utilizzate per i circuiti analogici sensibili devono essere pulite e silenziose. Per i PCB a segnale misto, la commutazione di componenti digitali e regolatori di tensione porta a rumori ad alta frequenza sui binari di alimentazione. Senza filtro, questo può essere accoppiato a componenti analogici e influenzare l'accuratezza e la stabilità del circuito. L'uso del filtro passivo passa-basso è un modo semplice per ridurre il rumore ad alta frequenza sulle barre di alimentazione analogiche Vcc. Se i componenti che si stanno alimentando sono a bassa corrente, è possibile utilizzare un circuito resistore in serie e un condensatore di shunt. Altrimenti, utilizzare invece una combinazione induttore / ferrite e condensatore. Ciascuno di questi circuiti bloccherà le alte frequenze (cioè il rumore) ma consentirà basse frequenze (cioè la corrente per alimentare il componente analogico). Una combinazione di valori di condensatori - come 100nF, 10nF e 1nF in parallelo - può essere utilizzata insieme per creare un filtro passa-basso che opererà efficacemente su una larghezza di banda più ampia. 2 Filtro segnali analogici I segnali analogici sensibili su schede a segnali misti devono essere filtrati. I filtri passa-basso che utilizzano ferriti e condensatori rimuoveranno i componenti ad alta frequenza spesso causati dal rumore di commutazione digitale, che altrimenti potrebbe essere accoppiato a circuiti integrati analogici. È importante che il valore del condensatore e le specifiche della ferrite creino una frequenza di taglio che mantenga il segnale analogico target rimuovendo il rumore ad alta frequenza. Se il segnale analogico arriva all'ingresso di un ADC, la frequenza di campionamento dovrebbe essere più del doppio della frequenza di taglio del filtro passa-basso. Ciò garantisce che le misurazioni ADC non soffrano di aliasing. 3 Filtra i segnali digitali sui componenti a segnali misti Sulle schede di segnali misti, i componenti analogici come ADC e DAC hanno anche connessioni digitali come interfacce di comunicazione. Il rumore può essere accoppiato da questi segnali digitali ai circuiti analogici all'interno dei chip. Un metodo per ridurlo è l'aggiunta di ferriti o resistori sulle linee digitali all'ADC o al DAC. Questo aiuta a rallentare i bordi dei segnali digitali e riduce il rumore ad alta frequenza. Le specifiche del resistore o della ferrite naturalmente devono essere considerate attentamente in relazione al tempo di salita / discesa richiesto dai segnali digitali particolari. I bordi del segnale possono essere rallentati solo finora, prima che l'integrità del segnale e il tempo possano peggiorare. Un'ulteriore considerazione per i segnali digitali attorno ai circuiti integrati a segnali misti è che le tracce del PCB digitale devono essere instradate in modo da tenerle separate dai segnali analogici, né dovrebbero passare sotto i componenti analogici. Un concetto correlato è che se si utilizza un componente digitale, come un comparatore in una progettazione di segnali misti, può essere vantaggioso selezionare una parte non più veloce di quanto richiesto. Un comparatore molto veloce avrebbe un brusco tempo di salita che conterrebbe più armoniche ad alta frequenza e rumore (che potrebbe accoppiarsi in tracce e componenti analogici) rispetto a una parte con un tempo di salita più lento. 4 ... scarica il nostro eBook "Progettazione analogica: 12 consigli per lo sviluppo di prodotti elettronici" qui per la guida completa al successo dello sviluppo