板级设计人员经常担心处理具有独立模拟和数字接地的集成电路(IC)的正确接地方式。两者是否应该完全分开,不要碰?他们是否应该在地面连接一个切割点来强制这个单点或“麦加”地面?如果有几个集成电路要求模拟和数字接地,那么如何才能实施麦加?
本系列三篇文章包含有关混合信号设计的正确印刷电路板(PCB)接地的基本教程。对于大多数应用来说,在地平面上没有切口的简单方法允许用这种IC成功的PCB布局。下面我们将学习这个方法,这里使用的基本原理可以扩展到处理更复杂和更困难的应用。
我们从文章的第一部分开始介绍基础知识:电流在哪里流动。在第2部分中,我们将学习如何放置组件和路由信号走线,以最大限度地减少串扰问题。在第3部分中,我们继续考虑电源电流,最后讨论如何将我们所学的内容扩展到具有多个混合信号IC的电路。
遵循当前
要记住,我们把连接的电气或电子元件集合称为“电路”,因为电流总是从一个电源流向一个负载,然后通过一条返回路径返回 - 这是一个圆圈。记住电流流向哪里,既要做好预期工作的方向,又要保证产生的返回电流,这对于使任何模拟电路都能正常工作至关重要。
而且,是的,所有的数字电路都是模拟电路。他们是我们赋予意义只有两个国家的子集。晶体管和其他元件以及电路中的电流和电压仍然以与其他模拟电路相同的物理原理工作。它们将以与其他电路相同的方式诱发返回电流。

图1:简单连接是从一个IC到另一个IC的直接连接。
图1显示了设计中最简单的连接:从一个芯片到另一个芯片的直接连接。作为一个理想的电路在理想情况下,1个 IC1的输出阻抗将是零和IC2的输入阻抗将是无限的。因此,不会有电流流动。然而,在现实世界中,电流将从IC1流入IC2,或者相反。这个电流发生了什么?它只是填满IC2或IC1?这是一个荒谬的修辞问题。
实际上,在IC1和IC2之间必须有另一个连接,以允许从IC1流入IC2的电流返回到IC1,反之亦然。这种连接通常是接地的,通常不会在原理图的数字部分显示(图1)。如图2a所示,最多只能使用地面符号。图2B显示了电流的完整电路。

图2:图1所示的简单电路,其中地面暗示(2A)和地面电流路径(2B)
当然,集成电路本身不是电流的来源。电路的电源是。为了简单起见,我们假设一个单一的电源轨,并将电源视为电池。为了完成,我们绕过了电容器IC的供应。
所有直流电流最终在电源处开始和结束。图3显示了当IC1输出指示的电流时,直流电流的完整电路。
