電路板布線產生的主要寄生元件分別是電阻器，電容器和電感器。當從電路圖轉移到實際電路板時，所有寄生元件都有機會干擾電路性能。當系統混合數字和模擬組件時，仔細布線是電路板成功的關鍵。特別是，經常在高阻抗模擬布線附近改變的數字布線將引起嚴重的耦合噪聲，這只有在兩條線保持一定距離時才能避免。

 

在本文中，最棘手的電路板寄生元件，電路板電容器被量化，并且可以清楚地看到電路板上的性能示例。

 

非必要電容會導致痛苦

 

兩條相鄰的平行線將形成布線電容器。注意：兩個布線相鄰的布置，可以在電路板上形成一個電容器。

 

由于這種電容，一次在線行走時的快速電壓變化可能會在線路的另一側產生電流信號。

 

當阻抗模擬布線靠近數字布線時，該電容可能在敏感的混合信號電路中引起問題。注：一個16位模擬轉換器，輸出電壓為三個8位數字電位器，三個運算放大器，最高可達65,536個。

 

如果此系統內的VDD為5V，則此數字模擬轉換器分辨率或LSB大小為76.3μV。電路動作，使用三個8位數字電位器和三個CMOS運算放大器組成一個16位數字模擬轉換器。有兩個數字電位器（U3A和U3b）連接到VDD和地，中心抽頭輸出連接到兩個運算放大器（U4A和U4B）非反向輸入。微控制器U1的SPI接口用于規劃數字電位器U2和U3。在這種架構中，每個數字電位器都被規劃為8位多階數字模擬轉換器。

 

如果Vdd等于5V，則這些數字模擬轉換器的LSB大小等于19.61mV。這兩個數字電位器的中央抽頭端連接到兩個非反向輸入作為緩沖運算放大器。在這種電路結構中，OP放大器的輸入端是高阻抗，將數字電位器與電路的其余部分隔離。

 

這兩個運算放大器輸出變化的幅度計劃在第二級運算放大器的允許范圍內。為了使該電路形成16位數字模擬轉換器（U2A），第三個數字電位器將在這兩個運算放大器u4a和u4b的輸出范圍內變化。規劃U3A和u3b用于設置數字電位器的輸出電壓。此外，如果VDD為5V，則可以單獨規劃U3A和u3b，每步的變化為19.61mV。

 

利用第三個8位數字電位器R3上的該電壓跨度，對應于電路的最低有效位的電壓值是76.3uV。該電路可用于兩種基本工作模式，第一種模式用于直流參考電壓的可編程調節，在這種模式下，偶爾只有電路的數字部分用于正常工作但不能;第二個模型用于任何波型發電機，其中電路的數字部分是操作的核心，

 

可能發生電容耦合情況。觀察到布線中有顏色線，潛在的問題是顯而易見的。箭頭所示的模擬接線（藍色）是從U3A的中心到u4a的高阻抗放大器輸入。另一個箭頭指的是數字接線（綠色），用于傳輸數字數據以規劃設定的數字電位器。

 

在實驗臺上，發現綠色行走在線數字信號耦合到敏感的藍色布線。

 

注意：在示波器照片中，頂部是JP1波形（規劃數字電位器數字數據），中間是JP5波形（在相鄰的模擬走線在線噪聲中），底部是TP10波形（16位數字模擬轉換器）輸出噪聲）在系統中，規劃數字電位器的數字信號已從線路感應到另一個帶有直流電壓的模擬線路，該線路一直通過電路模擬部分傳送到第三個數字電位器（U5A）。第三個數字電位器在兩個OP放大器的輸出狀態之間變化。

 

解決問題的方法是分開線。

 

注意：該距離基本上消除了導致先前布線干擾的數字噪聲。

 

注意：這種新線路中的16位數字模擬轉換器顯示單個*轉換，沒有數字噪聲，從通信到數字電位器。布線更改結果仔細地將模擬與數字分離l接線，電路成為一個非常干凈的16位數字模擬轉換器。 第三個數字電位器76.29μv單個*轉換顯示在綠色波形中。 示波器刻度為80mv / div，顯示的代碼變化約為80mV。 受實驗室限制，16位模擬轉換器的輸出乘以1000倍。