1、數字地與模擬地

再次引用下周偉的這篇文章：所有以電壓電平為工作特性的電氣設備都需要有參考，也就是說電壓電平都是相對于這個參考來說的，而這個參考絕大多數情況下是0v，最后大家約定俗成的把這個0v參考叫成了“地”。

題外話：看過小編之前文章的朋友，都知道小編喜歡偶爾聽聽邏輯思維，羅胖子在7月9號的文章叫《時間分配的學問：“睡著”就能掙錢》。提到說寫文章就是高杠桿率的工作，把一個問題談透之后，這個礦就是你的。當別人碰到類似的話題的時候是繞不過你的文章的。高速先生的文章不知道什么時候能達到這個境界，能讓大家提到串擾，端接，阻抗這些話題，第一時間想到就是我們的文章。朝這個方向努力哈，至少現在我想到要寫和“地”相關的文章的時候，我就會想起引用周偉的這篇文章，以及江南兄經典的回答互動：

“對于長江，歸流到東海；對于湘江，歸流到長江；對于瀏陽河，彎過了幾道灣到湘江。大地就像海洋，信號就像降水，河流就像信號回流，信號總是尋找阻抗最低的導體回流。海平面雖然是歸宿又精準，但讓海拔100米，局部小區域的湘潭的河水奔流到海，巨大落差，激起千層浪。 遠親不如近鄰，對于信號來說，阻抗最低的鄰居是最好的回流路徑。”

所以，數字地也好，模擬地也罷，都是朝著海平面歸流而去。之所以區分出來數字地，模擬地，只是因為我們希望模擬地更加“干凈”，不要被數字地的“噪聲”所干擾。

2、數模混合設計的幾種“地”分割方法

我們先不講“地”吧，先講講一個故事：

Long long ago, far far away, 有一個小島，島離大陸之間有一個海峽，大家隔海相望。島上的人們過著與世隔絕的生活，一切自給自足。大陸上則是燈紅酒綠聲色犬馬，但是這一些都影響不到島民，因為中間隔著一個海峽。

島上只能種菜，畜牧，但是手工業不發達，島民希望能從大陸買來更多的生活物品，大陸也希望能從島上采購原生態的蔬果以及新鮮的牛奶。需求產生動力，大家從大陸造了一座橋連接這個海島，橋上設了關卡，出入要檢查“通行證”，交易要收稅。甚至還頒布了“限奶令”，規定一次只能從島上帶兩瓶牛奶，帶多了要處罰。于是牛車馬車汽車從橋上經過，在交換各種物品的時候，島民也接觸到了大陸更加嘈雜的生活方式，心生向往。這時候，如果有人不從橋上走，而是直接跳海游過去，或者造個小船運貨，這叫“走私”或者“偷渡”，抓到是要重罰的。

隨著海島與大陸的生意越來越繁忙，更多的車子要進出，一座橋已經忙不過來，于是要造更多的橋，甚至直接填海，把海島和大陸連為一體。大家可以自由進出，但是不能擅自定居。

引用下《Cadence印刷電路板設計：Allegro PCB Editor設計指南（第2版）》這本書的數模混合設計建議章節：

下面介紹實際設計中針對模擬數字電源地的分區和分割問題，以及接地的技巧。

如圖10-25所示，是數模混合設計進行地區域分割的幾種常見方式：

1、對數模電源地區域進行嚴格分割，但是實際布線沒有區分區域，帶來跨分割情況嚴重，這是需要嚴格避免的設計方式，會帶來嚴重的信號質量問題和EMC問題。

2、對數模電源地區域進行分割，同時保持某一點連接（單點連接，也就是搭橋，寬度視需要穿過分割區的網絡數量而定）如果網絡太多，需要搭接的橋面太寬，也會失去分割的意義。同時如果數模之間的布線太多且無規律，需要搭好幾個連接點（橋面）的時候，這種設計也是沒有意義的。

3、這是分割同時搭橋方法的衍生，由于A/D器件的存在，所以直接把A/D器件作為橋，數模的信號在A/D上進行橋接。

4、同理，當不止一個A/D器件存在時，等同于橋面太寬，這時候分割的意義不大，但是還是需要數模部分電路嚴格分區。這種做法也適用于無A/D器件的其他數模混合設計情況，如果大量的信號需要穿過數模區域，那么也是在布局的時候，嚴格區分數字模擬區域，但是在設計中，不對數模的電源地進行分割，這也就是上面所介紹的混合接地的設計方式。

（a）分割但是不分區（b）分割同時搭橋（c）分割且分區（d）分區但是不分割

圖10-25 數模電源、地設計方法

單點接地常見使用A/D器件或者磁珠（電阻），如圖10-26所示就是一個使用磁珠進行單點搭接的實際PCB設計案例。

圖10-26 使用磁珠進行單點接地

看看數模混合設計時，數字地與模擬地的處理方式，和開始的那個故事是不是很像呢？

小島和大陸完全隔絕的時候，大陸對小島的影響最小，就像數字和模擬完全分區并且分割，中間沒有任何信號互相穿過。

實際設計中，數字和模擬之間總是有信號通過的，就像小島最終要和大陸交易，這時候數字和模擬要嚴格分區，同時進行分割，然后搭一座橋單點連接，所有信號必須從橋上走。

如果數模之間有很多信號從不同的方向都要互相穿過，一座橋滿足不了需求，這時候數字和模擬還是建議嚴格分區，但是不做分割。

編輯：hfy