本文要點

模擬隔離在 PCB 設計中發揮著重要作用，在準確性和信號完整性極為關鍵的應用中更是如此。

隔離可確保模擬信號不受來自電路其他部分、數字元件或外部來源的噪聲和干擾的影響。

在設計采用模擬隔離的 PCB 時，工程師必須仔細考慮 layout、器件擺放和屏蔽技術選擇等因素。

模擬隔離需要將電路的不同部分分開并進行隔離，因此會對 PCB 設計（即 PCB）產生影響。模擬隔離是指將電子電路元件分隔開，以防止它們之間產生不必要的相互作用或干擾。為此要使用可以隔離模擬信號的元件或技術，模擬信號是指從電路的一個部分傳輸到另一個部分且隨時間不斷變化的信號。

在 PCB 設計中實現模擬隔離的 8 種方法

01

器件擺放

在物理層面將 PCB 的各個部分分隔開，以防止干擾并盡量減少串擾和電磁干擾。

按照一定的策略擺放變壓器或光電耦合器等提供隔離的元件，以實現有效隔離。

02

信號布線

將需要隔離的信號布設在獨立的 PCB 走線上。

在隔離元件周圍設置禁止布線區，確保其他信號或器件不會侵入隔離區。

03

接地

分割接地平面或接地層，保持所隔離信號的完整性。

使用正確的接地技術，如星形接地或隔離變壓器，防止形成接地回路并保持信號質量。

04

電源設計

為電路的不同部分使用隔離電源。

仔細考慮電源的位置和布線。

05

屏蔽

選擇適當的屏蔽材料，如導電箔或金屬遮罩，將敏感器件遮蔽起來。

覆蓋所有側面和頂部，同時將其焊接到元件下方的接地平面。

06

電氣間隙和爬電距離

遵循安全標準中的電氣間隙和爬電距離要求。

確保隔離屏蔽足夠堅固，以防止電弧或電擊穿。

07

散熱考慮

考慮適當的熱管理措施，確保隔離元件在規定的溫度范圍內運行。

08

PCB 層堆疊

選擇可容納隔離電源平面和信號層的 PCB 層堆疊。

模擬隔離的應用

模擬隔離可應用于各個領域，在這些應用領域中，必須將不同的電路部分分隔開，以確保信號完整性，最大限度地減少干擾并提高安全性。

受屏蔽罩保護的 PCB 模擬隔離區。

使用模擬隔離的一些典型應用包括：

音頻系統：模擬隔離在音頻系統中的作用非常關鍵，可防止接地回路并減少噪音，從而確保高質量的音頻信號傳輸。

醫療器械：模擬隔離可防止電流在設備的不同部分之間流動，從而確保患者的安全。

工業儀器儀表：模擬隔離利用隔離放大器、變壓器和光電耦合器來保護敏感的測量和控制電路。

電源：模擬隔離在電源電路中至關重要，可防止輸入和輸出之間的電氣耦合，確保用戶安全并保護連接的設備。

電機控制：模擬隔離有助于防止噪聲和干擾影響電機控制應用中的控制電路。

通信系統：模擬隔離用于保護敏感的通信電路免受干擾，確保數據傳輸的可靠性。

汽車電子：模擬隔離用于防止不同車載系統之間的干擾，在這些系統中，電氣噪聲非常常見。

測試和測量設備：在精密測量應用中，模擬隔離用于保持信號準確度和防止干擾。

可再生能源系統：在可再生能源系統的電力電子設備中，模擬隔離用于保護控制電路并確保安全運行。

傳感器：工業和醫療傳感器通常需要采用模擬隔離，以防止接地回路和干擾。

這些應用突出了模擬隔離在不同領域的重要性，它有助于提高電子系統的性能、安全性和可靠性。用于隔離的具體元件取決于每個應用的具體要求。