Как мне подключить AGND и DGND

Я читал о заземлении в системах со смешанным сигналом. Правильно ли я понимаю, что лучше всего группировать аналоговые и цифровые элементы, а затем иметь единую плоскость заземления, если цифровые маршруты не проходят через аналоговую часть, а аналоговые маршруты не проходят через цифровую часть?

Выделенная часть на левом рисунке показывает аналоговое заземление, а на правом - цифровое заземление для той же цепи. Компонент с правой стороны представляет собой 80-контактный MCU с 3 сигма-дельта АЦП.

Это лучше

1. пусть AGND и DGND будут привязаны к АЦП MCU
2. соедините DGND и AGND через индуктор / резистор
3. есть одна земля (DGND = AGND)?

PS Поскольку я читал, что цель состоит в том, чтобы предотвратить DGND, чтобы нарушить AGND, я определил основную плоскость как AGND

Объединение цифровых и аналоговых оснований является довольно спорным вопросом, и вполне может вызвать дебаты / споры. Многое зависит от того, является ли ваш фон аналоговым, цифровым, радиочастотным и т. Д. Вот некоторые комментарии, основанные на моем опыте и знаниях, которые могут отличаться от других людей (я в основном цифровой / смешанный сигнал)

Это действительно зависит от того, на каких частотах вы работаете (цифровой ввод / вывод и аналоговые сигналы). Любая работа по объединению / раздельному заземлению будет компромиссной: чем выше частоты, на которых вы работаете, тем меньше вы можете терпеть индуктивность в ваших путях возврата на землю, и тем более релевантным будет звон (плата, которая колеблется с частотой 5 ГГц, не имеет значения, если он измеряет сигналы на 100 кГц). Ваша главная цель - разделить заземление - не допускать помехоустойчивых петель обратного тока от чувствительных. Вы можете сделать это одним из нескольких способов:

Звездная Земля

Довольно распространенный, но довольно радикальный подход заключается в том, чтобы как можно дольше хранить все цифровые / аналоговые заземления отдельно и соединять их вместе только в одной точке. На вашей примерной печатной плате вы будете отдельно отслеживать цифровое заземление и, скорее всего, присоединять их к источнику питания (разъему питания или регулятору). Проблема в том, что когда вашему цифровому устройству нужно взаимодействовать с вашим аналогом, обратный путь для этого тока наполовину через плату и обратно. Если это шумно, вы отменяете большую часть работы в разделении циклов и создаете область цикла для трансляции EMI по всем направлениям. Вы также добавляете индуктивность к заземлению, что может вызвать звон платы.

фехтование

Более осторожный и сбалансированный подход к первому - у вас есть сплошная заземляющая плоскость, но попытайтесь ограждать в шумных обратных путях с вырезами (делайте U-образные формы без меди), чтобы уговорить (но не заставить) возвратные токи, чтобы принять определенный путь (вдали от чувствительных контуров заземления). Вы по-прежнему увеличиваете индуктивность пути заземления, но намного меньше, чем со звездной землей.

Сплошная плоскость

Вы соглашаетесь с тем, что любая жертва наземного самолета добавляет индуктивность, что недопустимо. Одна сплошная заземляющая плоскость обслуживает все заземляющие соединения с минимальной индуктивностью. Если вы делаете что-то радиочастотное, это в значительной степени путь, по которому вы должны идти. Физическое разделение по расстоянию - единственное, что вы можете использовать для уменьшения шумовой связи.

Слово о фильтрации

Иногда людям нравится соединять ферритовую бусину вместе с разными наземными плоскостями. Если вы не проектируете цепи постоянного тока, это редко бывает эффективным - вы с большей вероятностью добавите большую индуктивность и смещение постоянного тока к вашей заземляющей плоскости и, возможно, вызовете.

A / D Мосты

Иногда у вас есть хорошие схемы, где аналоговое и цифровое разделение очень легко, за исключением A / D или D / A. В этом случае у вас может быть две плоскости с линией разделения, проходящей под АЦП. Это идеальный случай, когда у вас хорошее разделение и нет обратных токов, пересекающих заземляющие плоскости (кроме как внутри IC, где он очень хорошо контролируется).

ПРИМЕЧАНИЕ: этот пост может быть с некоторыми фотографиями, я посмотрю вокруг и добавлю их чуть позже.

На самом деле была тенденция отойти от разделенных наземных плоскостей и вместо этого сосредоточиться на разделении размещения и рассмотрении пути обратного тока.

• Не разбивайте плоскость заземления, используйте одну сплошную плоскость под аналоговой и цифровой секциями платы.
• Используйте заземляющие поверхности большой площади для линий возврата тока с низким импедансом
• Оставьте более 75% площадей для наземного самолета
• Отдельные аналоговые и цифровые силовые плоскости
• Используйте твердые грунтовые самолеты рядом с силовыми самолетами
• Найдите все аналоговые компоненты и линии в аналоговой плоскости питания и все цифровые компоненты и линии в цифровой плоскости питания
• Не прокладывайте трассы над расщеплением в плоскостях мощности, если только следы, которые должны проходить через расщепление плоскости мощности, не должны находиться на слоях, смежных со сплошной земной плоскостью
• Подумайте, где и как на самом деле протекают токи возврата земли
• Разделите вашу печатную плату на отдельные аналоговые и цифровые секции
• Поместите компоненты правильно

Контрольный список для проектирования смешанных сигналов

• Разбейте вашу печатную плату на отдельные аналоговые и цифровые секции.
• Поместите компоненты правильно.
• Разделите перегородку с помощью аналого-цифровых преобразователей.
• Не разбивайте землю. Используйте одну сплошную плоскость под аналоговой и цифровой секциями платы.
• Направляйте цифровые сигналы только в цифровую секцию платы. Это относится ко всем слоям.
• Направляйте аналоговые сигналы только в аналоговой секции платы. Это относится ко всем слоям.
• Отдельные аналоговые и цифровые силовые установки.
• Не прокладывайте трассы над расщеплением в силовых плоскостях.
• Следы, которые должны проходить через расслоение силовой плоскости, должны находиться на слоях, примыкающих к твердой плоскости заземления.
• Подумайте, где и как на самом деле протекают токи возврата земли.
• Используйте дисциплину маршрутизации.

Помните, что ключом к успешной компоновке печатной платы является разделение и использование дисциплины маршрутизации, а не изоляция наземных плоскостей. Почти всегда лучше иметь только одну базовую плоскость (землю) для вашей системы.

(вставил ссылки ниже для архивации)

www.e2v.com/content/uploads/2014/09/Board-Layout.pdf

http://www.hottconsultants.com/pdf_files/june2001pcd_mixedsignal.pdf

Я думаю, что вы правы, но с некоторыми дополнительными соображениями. По моему опыту, (почти) всегда лучше иметь одну плоскость заземления как для цифрового, так и для аналогового, но будьте ОЧЕНЬ осторожны с размещением компонентов. Сохраняйте цифровое и аналоговое разделение и всегда учитывайте пути возврата к источнику питания. Помните, что даже при наличии твердой заземляющей линии обратный путь через заземляющую плоскость будет максимально точно следовать пути сигнала, т. Е. Он будет следовать трассе сигнала, но в заземленной плоскости. Чего вам следует избегать, так это обратного пути помехоустойчивых цифровых цепей, пересекающих обратный путь аналоговой цепи - если это произойдет, то заземление для вашей аналоговой цепи будет зашумленным и без тихого заземления для справки ваша аналоговая схема пострадает.

Постарайтесь разместить блок питания / блоки питания на печатной плате таким образом, чтобы обратные пути не пересекались. Если это невозможно, тогда рассмотрите возможность явного возврата земли на другой слой (эмулируя топологию «звезда», описанную RocketMagnet), но будьте осторожны с сигналами, которые пересекают аналоговую и цифровую секции, как объяснил RocketMagnet. Подобный механизм может использоваться, когда почти вся печатная плата является цифровой, и существует только требование для очень маленькой аналоговой земной поверхности (или наоборот). В этом случае я хотел бы рассмотреть вопрос о наличии цифрового заземления и использовании заливки копером на другом слое для аналогового заземления (при условии, что у вас достаточно слоев). Подумайте, как складываются ваши слои, и поместите медную заливку на ближайший слой к вашей аналоговой схеме.

Используйте много развязки (сочетание ценностей). Между прочим, большие области меди, показанные на печатной плате выше, будут делать очень мало (за исключением того, что действуют как теплоотвод), потому что, похоже, нет никаких переходных отверстий, позволяющих обратным сигналам пересекать зазоры на другом слое. (Обратите внимание, что программное обеспечение PCB не удаляет «лишние» переходные отверстия!)

По моему опыту, лучше всего было соединить заземляющие плоскости, разделенные индуктором. Даже если конструкция не обеспечивает источник питания только для аналоговых сигналов, также вставьте индуктор в подачу.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Этот тип устройства помог мне улучшить подавление шума, создаваемого цифровыми схемами.

Во всяком случае, я думаю, что оптимальный дизайн во многом зависит от приложения.