数字蜂窝电话比其前身模拟蜂窝电话含有更多的模拟功能。实际上，凡是必须处理连续状态值信号（如声音、图像、温度、压力）的任何系统都有自己的模拟功能部分，尽管名称上叫做数字系统。现在的多媒体PC也不例外。

    两种系统发展趋势对所涉及的混合信号设计提出了新的挑战。便携式通信设备和计算装 置继续缩小尺寸、减轻重量而增加性能；台式系统则继续增加CPU和通信外设速度。的确，即要设计新式数字板又要避免时扰动、噪声引起的误差和地回波是很难的事情。

    在芯片级，现今的片上系统（SOC）需要有逻辑、模拟和热力学设计方面的专门技能。为了很好地使用这些IC，板级和系统级设计人员必须知道在什么地方放置元件、确定板连线和使用保护器件最好。

    本文将描述当今混合信号系统设计中的一些共同的、易犯的错误，并给出消除和减少这些问题的准则。在进入特定问题和建议之前看一下两种系统设计趋势--更小和更快是如如何影响这些问题的，这对问题的解决是有帮助的。

"更小"趋势

    1999年的蜂窝电话与5年前制造的蜂窝电话相比，其芯片数要少得多，重量和体积明显减小，电池寿命显著延长。此进展的关键因素是混合信号IC解决方案的进展。随着芯片几何尺寸的减小和板上线距的缩短，其物理定律开始失去部分意义。

    紧靠在一起的并行线将存在的更大的寄生电容耦合。甚至非邻近线之间的电容耦合也可能成为问题。

    蜂窝电话本质上是一种手持装置。它有时要处在低温度环境下，而有时要经受高电压、静电放电（ESD）脉冲的冲击。没有适当的ESD保护，蜂窝电话中的一个或多个IC可能被损坏。然而，增加外部元件来保护器件免遭ESD影响，将与系统变为更小的趋势背道 而驰。

    另一个问题是功率管理。蜂窝电话用户希望电池两次充电之间的间隔要长。这意味着DC-DC变换器效率必须高。开关技术是解决方案，但在这种情况下变换器是其本身的潜 在噪声源。必须小心地选择、安置和互连变换器。因为尺寸是一个因素，所以，应选择尺寸最小的无源元件。假若采用线性稳压器，应选择具有特低压降的，使输出保持在最低电池电压。这将使电池在不再能提供足够的功率之前完全放电。

"更快"趋势

    1999年中档PC的性能指标与5年前制造的同类机相比，其CPU速度快了一个数量级，而CPU的电流消耗也提高了一个数量级。当把较快的速度和较高的电流结合时，V=L（di/dt)关系式的"di/dt"部分显著增大。事实上，半英寸长的板上地线可能有高于1V的感应信号。

    为了达到较快的速度，用深亚微米（例如0.35μm）尺寸设计和制造IC。当这些缩小的几何尺寸提供更快的性能时，也增加了这些器件对瞬态所引起的闭锁超载和其他损害的敏感性。而且这些器件需要更加严格的功率管理来满足愈加严格的安全电压范围。

    现在的10/100 Ethernet网络接口卡（NIC）是很好的例子（见图1）。原来的10Base-T芯片是大尺寸CMOS器件，它们对过压损坏相对不敏感。然而，比较新的芯片是用0.35μm线宽制作的，而且对电源感应的瞬态和雷电感应的瞬态所引起的闭锁超载或失效非常敏感。

    具有对称多处理（SMP）结构和50MHz（或更高频率）CPU的新式服务器是功率分配问题的好例子。简单地做一个5V电源连接到总线上是不可能的。在500MHz用开关转换20A或30A以上电流时，实际上在每个使用点都需要一个独立的变换器，而且需要一个较大的初级电压电源给所有这些变换器供电。

    日益向带电交换能力发展的趋势意味着人们必须能够从一个带电系统插入或拔出插板。因此，板和母板都必须适当地加以保护。

    系统向更小和更快的方向发展会引出一些特殊的问题。例如，高电流功率分配对于小的便携式手持装置来说不是一个大问题。对台式系统和服务器来说，延长电池寿命也不成问题。但由瞬态引起的闭锁超载和损害对这两种应用来说，都是需要解决的问题。