אין פּקב פּלאַן, וואָס איז די חילוק צווישן אַנאַלאָג קרייַז און דיגיטאַל קרייַז אַזוי גרויס?

די נומער פון דיגיטאַל דיזיינערז און דיגיטאַל קרייַז ברעט פּלאַן עקספּערץ אין די ינזשעניעריע פעלד איז קעסיידער ינקריסינג, וואָס ריפלעקס די אַנטוויקלונג גאַנג פון די אינדוסטריע. כאָטש דער טראָפּ אויף דיגיטאַל פּלאַן האט געפֿירט צו הויפּט דיוועלאַפּמאַנץ אין עלעקטראָניש פּראָדוקטן, עס נאָך יגזיסץ, און עס וועט שטענדיק זיין עטלעכע קרייַז דיזיינז וואָס פאַרבינדן מיט אַנאַלאָג אָדער פאַקטיש ינווייראַנמאַנץ. וויירינג סטראַטעגיעס אין די אַנאַלאָג און דיגיטאַל פעלדער האָבן עטלעכע סימאַלעראַטיז, אָבער ווען איר ווילן צו באַקומען בעסער רעזולטאַטן, ווייַל פון זייער פאַרשידענע וויירינג סטראַטעגיעס, פּשוט קרייַז וויירינג פּלאַן איז ניט מער די אָפּטימאַל לייזונג.

דער אַרטיקל דיסקאַסט די יקערדיק סימאַלעראַטיז און דיפעראַנסיז צווישן אַנאַלאָג און דיגיטאַל וויירינג אין טערמינען פון בייפּאַס קאַפּאַסאַטערז, מאַכט סאַפּלייז, ערד פּלאַן, וואָולטידזש ערראָרס און ילעקטראָומאַגנעטיק ינטערפיראַנס (EMI) געפֿירט דורך פּקב וויירינג.

אַדינג בייפּאַס אָדער דעקאָופּלינג קאַפּאַסאַטערז אויף די קרייַז ברעט און די אָרט פון די קאַפּאַסאַטערז אויף די ברעט זענען סייכל פֿאַר דיגיטאַל און אַנאַלאָג דיזיינז. אָבער ינטערעסטינגלי, די סיבות זענען אַנדערש.

אין אַנאַלאָג וויירינג פּלאַן, בייפּאַס קאַפּאַסאַטערז זענען יוזשאַוואַלי געניצט צו בייפּאַס הויך-אָפטקייַט סיגנאַלז אויף די מאַכט צושטעלן. אויב בייפּאַס קאַפּאַסאַטערז זענען נישט צוגעגעבן, די הויך-אָפטקייַט סיגנאַלז קענען אַרייַן שפּירעוודיק אַנאַלאָג טשיפּס דורך די מאַכט צושטעלן פּינס. אין אַלגעמיין, די אָפטקייַט פון די הויך-אָפטקייַט סיגנאַלז יקסידז די פיייקייט פון אַנאַלאָג דעוויסעס צו פאַרשטיקן הויך-אָפטקייַט סיגנאַלז. אויב די בייפּאַס קאַפּאַסאַטער איז נישט געניצט אין די אַנאַלאָג קרייַז, ראַש קען זיין באַקענענ אין די סיגנאַל דרך, און אין מער ערנסט קאַסעס, עס קען אפילו פאַרשאַפן ווייבריישאַן.

אין אַנאַלאָג און דיגיטאַל פּקב פּלאַן, בייפּאַס אָדער דעקאָופּלינג קאַפּאַסאַטערז (0.1uF) זאָל זיין געשטעלט ווי נאָענט צו די מיטל ווי מעגלעך. די מאַכט צושטעלן דעקאָופּלינג קאַפּאַסאַטער (10uF) זאָל זיין געשטעלט בייַ די מאַכט שורה אַרייַנגאַנג פון די קרייַז ברעט. אין אַלע קאַסעס, די פּינס פון די קאַפּאַסאַטערז זאָל זיין קורץ.

אויף די קרייַז ברעט אין פיגורע 2, פאַרשידענע רוץ זענען געניצט צו מאַרשרוט די מאַכט און ערד ווירעס. רעכט צו דעם ימפּראַפּער קוואַפּעריישאַן, די עלעקטראָניש קאַמפּאָונאַנץ און סערקאַץ אויף די קרייַז ברעט זענען מער מסתּמא צו זיין אונטערטעניק צו ילעקטראָומאַגנעטיק ינטערפיראַנס.

אין די איין טאַפליע פון פיגורע 3, די מאַכט און ערד ווירעס צו די קאַמפּאָונאַנץ אויף די קרייַז ברעט זענען נאָענט צו יעדער אנדערער. די וואָס ריכטן פאַרהעלטעניש פון די מאַכט ליניע און דער ערד ליניע אין דעם קרייַז ברעט איז צונעמען ווי געוויזן אין פיגורע 2. די מאַשמאָעס פון עלעקטראָניש קאַמפּאָונאַנץ און סערקאַץ אין די קרייַז ברעט זענען אונטערטעניק צו ילעקטראָומאַגנעטיק ינטערפיראַנס (EMI) איז רידוסט דורך 679/12.8 מאל אָדער וועגן 54 מאל.
　　
פֿאַר דיגיטאַל דעוויסעס אַזאַ ווי קאַנטראָולערז און פּראַסעסערז, דיקאָופּלינג קאַפּאַסאַטערז זענען אויך פארלאנגט, אָבער פֿאַר פאַרשידענע סיבות. איין פֿונקציע פון די קאַפּאַסאַטערז איז צו שפּילן ווי אַ "מיניאַטורע" אָפּצאָל באַנק.

אין דיגיטאַל סערקאַץ, אַ גרויס סומע פון קראַנט איז יוזשאַוואַלי פארלאנגט צו דורכפירן טויער שטאַט סוויטשינג. זינט סוויטשינג טראַנזשאַנט קעראַנץ זענען דזשענערייטאַד אויף די שפּאָן בעשאַס סוויטשינג און לויפן דורך די קרייַז ברעט, עס איז אַדוואַנטיידזשאַס צו האָבן נאָך "ספּער" טשאַרדזשיז. אויב עס איז נישט גענוג אָפּצאָל ווען פּערפאָרמינג די סוויטשינג קאַמף, די מאַכט צושטעלן וואָולטידזש וועט טוישן זייער. צו פיל וואָולטידזש ענדערונג וועט פאַרשאַפן די דיגיטאַל סיגנאַל מדרגה צו אַרייַן אַ ומזיכער שטאַט, און קען פאַרשאַפן די שטאַט מאַשין אין די דיגיטאַל מיטל צו אַרבעטן פאַלש.

די סוויטשינג קראַנט פלאָוינג דורך די קרייַז ברעט שפּור וועט פאַרשאַפן די וואָולטידזש צו טוישן, און די קרייַז ברעט שפּור האט פּעראַסיטיק ינדאַקטאַנס. די פאלגענדע פאָרמולע קענען זיין געניצט צו רעכענען די וואָולטידזש ענדערונג: V = LdI/dt. צווישן זיי: V = וואָולטידזש טוישן, ל = קרייַז ברעט שפּור ינדאַקטאַנס, די = קראַנט טוישן דורך די שפּור, דט = קראַנט טוישן צייַט.
　　
דעריבער, פֿאַר פילע סיבות, עס איז בעסער צו צולייגן בייפּאַס (אָדער דעקאָופּלינג) קאַפּאַסאַטערז אין די מאַכט צושטעלן אָדער אין די מאַכט צושטעלן פּינס פון אַקטיוו דעוויסעס.

די מאַכט שנור און ערד דראָט זאָל זיין ראַוטיד צוזאַמען

די שטעלע פון די מאַכט שנור און די ערד דראָט זענען געזונט מאַטשט צו רעדוצירן די מעגלעכקייט פון ילעקטראָומאַגנעטיק ינטערפיראַנס. אויב די מאַכט ליניע און די ערד ליניע זענען נישט רעכט מאַטשט, אַ סיסטעם שלייף וועט זיין דיזיינד און ראַש וועט מסתּמא זיין דזשענערייטאַד.

א ביישפּיל פון אַ פּקב פּלאַן ווו די מאַכט ליניע און ערד ליניע זענען נישט רעכט מאַטשט איז געוויזן אין פיגורע 2. אויף דעם קרייַז ברעט, די דיזיינד שלייף געגנט איז 697cm². ניצן דעם אופֿן געוויזן אין פיגורע 3, די מעגלעכקייט פון ראַדיאַטעד ראַש אויף אָדער אַוועק די קרייַז ברעט ינדוסינג וואָולטידזש אין די שלייף קענען זיין זייער רידוסט.

די חילוק צווישן אַנאַלאָג און דיגיטאַל וויירינג סטראַטעגיעס

▍ די ערד פלאַך איז אַ פּראָבלעם

די יקערדיק וויסן פון קרייַז ברעט וויירינג איז אָנווענדלעך צו ביידע אַנאַלאָג און דיגיטאַל סערקאַץ. א יקערדיק הערשן פון גראָבער פינגער איז צו נוצן אַ אַנינטעראַפּטיד ערד פלאַך. דעם סייכל ראַדוסאַז די די / דט (ענדערונג אין קראַנט מיט צייט) ווירקונג אין דיגיטאַל סערקאַץ, וואָס ענדערונגען די ערד פּאָטענציעל און ז ראַש צו אַרייַן אַנאַלאָג סערקאַץ.

די וויירינג טעקניקס פֿאַר דיגיטאַל און אַנאַלאָג סערקאַץ זענען בייסיקלי די זעלבע, מיט איין ויסנעם. פֿאַר אַנאַלאָג סערקאַץ, עס איז אן אנדער פונט צו טאָן, דאָס איז, האַלטן די דיגיטאַל סיגנאַל שורות און לופּס אין די ערד פלאַך ווי ווייַט אַוועק פון די אַנאַלאָג סערקאַץ ווי מעגלעך. דעם קענען זיין אַטשיווד דורך קאַנעקטינג די אַנאַלאָג ערד פלאַך צו די סיסטעם ערד קשר סעפּעראַטלי, אָדער פּלייסינג די אַנאַלאָג קרייַז אין די ווייַט סוף פון די קרייַז ברעט, וואָס איז דער סוף פון די שורה. דאָס איז געטאן צו האַלטן די פונדרויסנדיק ינטערפיראַנס אויף די סיגנאַל וועג צו אַ מינימום.

עס איז ניט דאַרפֿן צו טאָן דאָס פֿאַר דיגיטאַל סערקאַץ, וואָס קענען דערלאָזן אַ פּלאַץ פון ראַש אויף דער ערד פלאַך אָן פראבלעמען.

פיגור 4 (לינקס) יזאָלייץ די דיגיטאַל סוויטשינג קאַמף פון די אַנאַלאָג קרייַז און סעפּערייץ די דיגיטאַל און אַנאַלאָג פּאַרץ פון די קרייַז. (רעכט) די הויך אָפטקייַט און נידעריק אָפטקייַט זאָל זיין אפגעשיידט ווי פיל ווי מעגלעך, און די הויך אָפטקייַט קאַמפּאָונאַנץ זאָל זיין נאָענט צו די קרייַז ברעט קאַנעקטערז.

פיגורע 5 אויסלייג צוויי נאָענט טראַסעס אויף די פּקב, עס איז גרינג צו פאָרעם פּעראַסיטיק קאַפּאַסאַטאַנס. רעכט צו דער עקזיסטענץ פון דעם טיפּ פון קאַפּאַסאַטאַנס, אַ גיך וואָולטידזש ענדערונג אויף איין שפּור קענען דזשענערייט אַ קראַנט סיגנאַל אויף די אנדערע שפּור.

פיגורע 6 אויב איר טאָן ניט באַצאָלן ופמערקזאַמקייט צו די פּלייסמאַנט פון די טראַסעס, די טראַסעס אין די פּקב קען פּראָדוצירן שורה ינדאַקטאַנס און קעגנצייַטיק ינדאַקטאַנס. די פּעראַסיטיק ינדאַקטאַנס איז זייער שעדלעך פֿאַר די אָפּעראַציע פון סערקאַץ אַרייַנגערעכנט דיגיטאַל סוויטשינג סערקאַץ.

▍קאָמפּאָנענט אָרט

ווי דערמאנט אויבן, אין יעדער פּקב פּלאַן, די ראַש טייל פון די קרייַז און די "שטיל" טייל (ניט-ראַש טייל) זאָל זיין אפגעשיידט. אין אַלגעמיין, דיגיטאַל סערקאַץ זענען "רייַך" אין ראַש און זענען ינסענסיטיוו צו ראַש (ווייַל דיגיטאַל סערקאַץ האָבן אַ גרעסערע וואָולטידזש ראַש טאָלעראַנץ); אויף די פאַרקערט, די וואָולטידזש ראַש טאָלעראַנץ פון אַנאַלאָג סערקאַץ איז פיל קלענערער.

פון די צוויי, אַנאַלאָג סערקאַץ זענען די מערסט שפּירעוודיק צו סוויטשינג ראַש. אין די וויירינג פון אַ געמישט סיגנאַל סיסטעם, די צוויי סערקאַץ זאָל זיין אפגעשיידט, ווי געוויזן אין פיגורע 4.
　　
▍ פּאַראַסיטיק קאַמפּאָונאַנץ דזשענערייטאַד דורך פּקב פּלאַן

צוויי יקערדיק פּעראַסיטיק עלעמענטן וואָס קען פאַרשאַפן פּראָבלעמס זענען לייכט געשאפן אין פּקב פּלאַן: פּעראַסיטיק קאַפּאַסאַטאַנס און פּעראַסיטיק ינדאַקטאַנס.

ווען דיזיינינג אַ קרייַז ברעט, פּלייסינג צוויי טראַסעס נאָענט צו יעדער אנדערער וועט דזשענערייט פּעראַסיטיק קאַפּאַסאַטאַנס. איר קענען טאָן דאָס: אויף צוויי פאַרשידענע לייַערס, שטעלן איין שפּור אויף שפּיץ פון די אנדערע שפּור; אָדער אויף דער זעלביקער שיכטע, שטעלן איין שפּור לעבן די אנדערע שפּור, ווי געוויזן אין פיגורע 5.
　　
אין די צוויי שפּור קאַנפיגיעריישאַנז, ענדערונגען אין וואָולטידזש איבער צייַט (דוו / דט) אויף איין שפּור קען פאַרשאַפן קראַנט אויף די אנדערע שפּור. אויב די אנדערע שפּור איז הויך ימפּידאַנס, די קראַנט דזשענערייטאַד דורך די עלעקטריק פעלד וועט זיין קאָנווערטעד אין וואָולטידזש.
　　
שנעל וואָולטידזש טראַנסיענץ רובֿ אָפט פאַלן אויף די דיגיטאַל זייַט פון די אַנאַלאָג סיגנאַל פּלאַן. אויב די טראַסעס מיט שנעל וואָולטידזש טראַנזיאַנץ זענען נאָענט צו הויך-ימפּידאַנס אַנאַלאָג טראַסעס, דעם טעות וועט עמעס ווירקן די אַקיעראַסי פון די אַנאַלאָג קרייַז. אין דעם סוויווע, אַנאַלאָג סערקאַץ האָבן צוויי דיסאַדוואַנטידזשיז: זייער ראַש טאָלעראַנץ איז פיל נידעריקער ווי אַז פון דיגיטאַל סערקאַץ; און הויך ימפּידאַנס טראַסעס זענען מער געוויינטלעך.
　　
ניצן איינער פון די פאלגענדע צוויי טעקניקס קענען רעדוצירן דעם דערשיינונג. די מערסט קאַמאַנלי געניצט טעכניק איז צו טוישן די גרייס צווישן טראַסעס לויט די קאַפּאַסאַטאַנס יקווייזשאַן. די מערסט עפעקטיוו גרייס צו טוישן איז די ווייַטקייט צווישן די צוויי טראַסעס. עס זאָל זיין אנגעוויזן אַז די בייַטעוודיק ד איז אין די דענאָמינאַטאָר פון די קאַפּאַסאַטאַנס יקווייזשאַן. ווען די ינקריסיז, די קאַפּאַסיטיווע רעאַקטאַנס וועט פאַרמינערן. אן אנדער וועריאַבאַל וואָס קענען זיין געביטן איז די לענג פון די צוויי טראַסעס. אין דעם פאַל, די לענג L דיקריסאַז, און די קאַפּאַסיטיווע רעאַקטאַנס צווישן די צוויי טראַסעס וועט אויך פאַרמינערן.
　　
אן אנדער טעכניק איז צו לייגן אַ ערד דראָט צווישן די צוויי טראַסעס. די ערד דראָט איז נידעריק ימפּידאַנס, און אַדינג אנדערן שפּור ווי דעם וועט וויקאַן די ינטערפיראַנס עלעקטריק פעלד, ווי געוויזן אין פיגורע 5.
　　
דער פּרינציפּ פון פּעראַסיטיק ינדאַקטאַנס אין די קרייַז ברעט איז ענלעך צו אַז פון פּעראַסיטיק קאַפּאַסאַטאַנס. עס איז אויך צו לייגן אויס צוויי טראַסעס. אויף צוויי פאַרשידענע לייַערס, שטעלן איין שפּור אויף שפּיץ פון די אנדערע שפּור; אָדער אויף דער זעלביקער שיכטע, שטעלן איין שפּור לעבן די אנדערע, ווי געוויזן אין פיגורע 6.

אין די צוויי וויירינג קאַנפיגיעריישאַנז, די קראַנט ענדערונג (די / דט) פון אַ שפּור מיט צייַט, רעכט צו דער ינדאַקטאַנס פון דעם שפּור, וועט דזשענערייט וואָולטידזש אויף דער זעלביקער שפּור; און רעכט צו דער עקזיסטענץ פון קעגנצייַטיק ינדאַקטאַנס, עס וועט א פּראַפּאָרשאַנאַל קראַנט איז דזשענערייטאַד אויף די אנדערע שפּור. אויב די וואָולטידזש ענדערונג אויף דער ערשטער שפּור איז גרויס גענוג, ינטערפיראַנס קען רעדוצירן די וואָולטידזש טאָלעראַנץ פון די דיגיטאַל קרייַז און פאַרשאַפן ערראָרס. די דערשיינונג קומט נישט בלויז אין דיגיטאַל סערקאַץ, אָבער די דערשיינונג איז מער געוויינטלעך אין דיגיטאַל סערקאַץ ווייַל פון די גרויס ינסטאַנטאַניאַס סוויטשינג קעראַנץ אין דיגיטאַל סערקאַץ.
　　
צו עלימינירן פּאָטענציעל ראַש פון ילעקטראָומאַגנעטיק ינטערפיראַנס קוואלן, עס איז בעסטער צו באַזונדער "שטיל" אַנאַלאָג שורות פון טומלדיק י / אָ פּאָרץ. צו פּרובירן צו דערגרייכן אַ נידעריק ימפּידאַנס מאַכט און ערד נעץ, די ינדאַקטאַנס פון דיגיטאַל קרייַז ווירעס זאָל זיין מינאַמייזד און די קאַפּאַסיטיווע קאַפּלינג פון אַנאַלאָג סערקאַץ זאָל זיין מינאַמייזד.
　　
03

מסקנא

נאָך די דיגיטאַל און אַנאַלאָג ריינדזשאַז זענען באשלאסן, אָפּגעהיט רוטינג איז יקערדיק פֿאַר אַ מצליח פּקב. וויירינג סטראַטעגיע איז יוזשאַוואַלי באַקענענ צו אַלעמען ווי אַ גראָבער פינגער, ווייַל עס איז שווער צו פּרובירן די לעצט הצלחה פון די פּראָדוקט אין אַ לאַבאָראַטאָריע סוויווע. דעריבער, טראָץ די סימאַלעראַטיז אין די וויירינג סטראַטעגיעס פון דיגיטאַל און אַנאַלאָג סערקאַץ, די דיפעראַנסיז אין זייער וויירינג סטראַטעגיעס מוזן זיין דערקענט און גענומען עמעס.