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。
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