在智能硬件和通信设备中，数字与模拟电路共存于同一PCB已成常态。但数字信号的开关噪声极易干扰敏感的模拟信号，导致信噪比劣化甚至功能失效。以下基于工程实践，总结关键设计策略。

一、基础：数模信号的本质差异

1. 抗干扰能力悬殊

• 数字信号（如3V电平）可容忍0.3V噪声而不影响逻辑状态；

• 模拟信号极其脆弱，例如GSM接收前端对μV级噪声敏感，干扰可导致灵敏度下降30%以上。

• 高精度ADC/DAC更需严控噪声：14位ADC理论信噪比需86dB，比数字电路高1000倍。

2. 噪声耦合路径
   数字电路开关电流通过两种途径干扰模拟电路：

• 空间辐射：高频时钟、电源模块的电磁场耦合；

• 传导路径：共享地平面阻抗（地弹噪声）和电源线。

二、布局策略：物理隔离是关键

1. 分区与定位

• 将PCB划分为独立模拟区和数字区，两区间隔至少2mm；

• 模拟器件（运放、传感器）靠近板边，远离数字接口（网口、HDMI）；

• ADC/DAC等混合芯片跨分区放置，本体在模拟区，数字接口朝向数字区。

2. 敏感电路强化保护

• 射频前端、晶振、PLL电路用屏蔽盒覆盖，并独立供电；

• 开关电源、时钟发生器远离模拟区，优先布局在数字侧下游。

三、电源与地：低阻抗是核心目标

1. 地平面设计原则

• 优先统一地平面：多数现代ADC/DAC要求数字/模拟地直连芯片下方，避免分割；

• 必要分割时：仅限复杂多ADC系统，分割后需用10-20mil宽铜带单点桥接（星型接地）。

2. 电源分割与去耦

• 模拟/数字电源层物理分割，间隙>20mil；

• 每个IC电源引脚旁放置0.1μF陶瓷电容（距离<2mm），模拟区域增加10μF钽电容储能；

• 跨分割电源用磁珠+双电容构成π型滤波（例：电源→10μF→磁珠→0.1μF→器件）。

四、布线技巧：控制回流路径

1. 信号走线规则

• 模拟信号线宽≥10mil，避免换层打孔；必须打孔时，旁路添加接地过孔；

• 音频、RGB信号采用包地处理：地线环绕信号，每200mil打接地孔；

• 禁止数字/模拟线平行走线，交叉时垂直通过。

2. 跨分割补救措施

• 单根信号线跨分割：串联磁珠或0Ω电阻；

• 多根数字线跨分割：集中成束，在桥接点附近单点强连到数字地。

五、混合器件的特殊处理

1. ADC/DAC接地

• 芯片AGND和DGND引脚用最短走线（<5mm）直连，接至模拟地区域；

• 避免多ADC共享接地点，防止噪声环路耦合。

2. 参考电压优化

• 基准电压源（如REF5025）布线用倒T型结构：先经滤波电容再进ADC引脚；

• 参考电压层全包围铺地，隔离数字噪声。

六、验证：仿真与测试并重

• 用SIwave等工具分析电源阻抗谐振点，优化去耦电容布局；

• 实测关键场景：

• 数字全速运行时，测量ADC输入端的噪声峰值；

• 注入50mV模拟信号，检查输出频谱的杂散分量。

通过物理分隔、低阻抗回路和精准布线，可降低数模干扰90%以上（实测信噪比提升>20dB）。设计核心在于：理解噪声来源，规划电流路径，严控信号边界。