analoger und digitaler Masseanschluss

Ich habe über Erdung nachgelesen und was AGND und DGND sind, dh / analoge Masse bzw. digitale Masse. Angenommen, ich habe einen ADC-Chip und eine MCU in einer Leiterplatte. Nun, vorher hätte ich eine Masseebene darunter gehabt und sie in analoge Masse und digitale Masse aufgeteilt. Ich habe jetzt erkannt, dass das Aufteilen der Masseebenen meinem Rückweg bei höheren Frequenzen des Signals abträglich sein wird.

Der beste Weg ist also, eine einzelne Masseebene oder zwei verschiedene Masseebenen zu haben, die durch eine Ferritperle verbunden sind. Entfernen Sie dann während des Layouts diese Perle, um eine dünne Verbindung zwischen den 2 Massen zu haben.

Aber dieser Ansatz hat meiner Meinung nach ein Problem, das falsch sein könnte. Wird diese dünne Leitung nicht als eine Art hohe Impedanz wirken, die Ströme blockiert und dadurch die 2 Erdungen auf 2 unterschiedliche Potentiale bringt?

Antworten (4)

Teilen Sie Ihr Gelände nicht auf. Lassen Sie das Wort Split ganz weg. Verwenden Sie stattdessen Partition. Teilen Sie Ihr Gelände auf.

Wie in den vorherigen Antworten angegeben, besteht der Zweck darin, laute digitale Ströme von den analogen fernzuhalten. Sie teilen also Ihr Board auf und behalten alle digitalen Spuren in einem Bereich und analoge in einem anderen.

Die Verwendung von Ferritperlen auf Leiterplatten zum Trennen von Erdungen ist ein Hack. Dan Beeker (Freescale) und Rick Hartley haben beide zum Ausdruck gebracht, dass Ferrite für Leute sind, die nicht wissen, was sie tun. Achten Sie darauf, wo Ihre Ströme sind, und Sie müssten überhaupt keine Ferrite verwenden.

Behalten Sie also eine einzige Ebene bei, aber teilen Sie Ihr Board so auf, dass analoge Signale von digitalen ferngehalten werden. Es hilft sehr, wenn der IC Pinbelegungen hat, die dies einfach machen.

Es gibt einige gute Informationen von Henry Ott http://www.hottconsultants.com/techtips/split-gnd-plane.html

Wenn Sie sich das folgende Bild ansehenGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sie können sehen, dass das Board partitioniert wurde. Um mögliche Leckagen oder Streufelder zu minimieren, gibt es Schnitte in der Masseebene. Das schafft Brücken, die von analogen zu digitalen Wegen gehen. Dies ist in Ordnung, solange das Routing sicherstellt, dass keine Spur über solche Lücken führt.

Also in einer Nussschale. Der Boden sollte als eine große Ebene betrachtet werden. Nun, wenn Sie Partition sagen, bedeutet das, meine Schaltkreise so zuzuordnen oder zu platzieren, dass sie sich nicht gegenseitig stören. Natürlich ist ein gewisses Kriechen unvermeidlich. Aber im Großen und Ganzen ist es ok. Nun, was genau meinst du mit dem Wort Partition? Ist es nicht gleichbedeutend mit Split?
Könnten Sie bitte den Link zur kostenlosen Skalierung posten?
@VUK-Partition bedeutet, bestimmte Bereiche der Platine zuzuweisen. Wenn ich Split lese, denke ich an eine vollständige Trennung, was nicht empfehlenswert ist. Was den Link betrifft, so haben Dan und Rick ihn mündlich mitgeteilt. Dan sagte es während des DWF-Seminars und Rick sagte es auf der PCB West 2015
Danke vielmals. Jetzt hat das von Ihnen gepostete Bild einen geteilten Abschnitt. Diese sind nicht genau geteilt, sondern eingezäunt. Sie getrennt zu nennen, wäre eine Fehlbezeichnung, oder?
@VUK Ich nehme an, das könnte nur meine Interpretation sein. Ich kann nicht definitiv sagen, dass Split eine kontinuierliche Unterbrechung bedeutet. Ich versuche, Begriffe zu vermeiden, die auf viele Arten interpretiert werden können. „Split“ ist für mich eines dieser Wörter.
Unterm Strich ist also die Einzäunung wie im Bild besser und komplett isolierte Einzäunungen sind schlecht für das Design.

Darüber gibt es kein Gesetz. Wenn Sie zehn ADCs hätten, unter welchen würden Sie die Erdung anschließen? Der Grund für die Trennung der Masseebenen ist, dass Sie digitale Ströme aus dem Weg analoger Signale fernhalten möchten. Sehen Sie also, wie Sie dasselbe mit einem einzigen Flugzeug tun können. Strom fließt schließlich nicht irgendwo hin, er braucht ein Netz.

Dann würde das bedeuten, dass die Split-Plane-Analogie auch in Ordnung ist, solange ich die darauf referenzierten Signale nicht weiterleite, oder?
Ja. Aber Sie machen sich Sorgen wegen Bodensprüngen, richtig? Obwohl ich nicht denke, dass ein dünner Tracr so schlimm ist, aber wer weiß? Übrigens müssen Sie auch darauf achten, dass kein Weg für Strom von Ihrer analogen Seite auch außerhalb der Platine besteht, sonst würde keine Trennung helfen.
Ja, Ground Bounce ist mein Problem.
Es ist also in Ordnung, einen einzigen Gnd zu haben und sowohl AGND als auch DGND zu verbinden. Um zu verhindern, dass digitale Ströme in meinen AGND kriechen, kann ich einen kleinen Zaun setzen. Aber ist Fechten eine geeignete Methode? Da Zäune bedeuten würden, Kupfer an bestimmten Stellen zu entfernen, und von nun an zu geteilten Masseebenen führen würden.

Der Punkt bei separaten Erdungen besteht darin, dass die Erdströme für jeden Abschnitt auf diesen Abschnitt beschränkt sind. Am wichtigsten ist es, digitale Hochgeschwindigkeitstransienten von empfindlichen analogen Schaltungen fernzuhalten. Wenn Sie dies erfolgreich durchgeführt haben, können die beiden Massen durch eine relativ hochohmige Verbindung verbunden werden. Da der Strom zwischen den beiden Abschnitten sehr niedrig ist, ist die Spannung über der Verbindung gemäß dem Ohmschen Gesetz ebenfalls niedrig. Dann haben die beiden Abschnitte nahezu die gleiche Spannung.

Wenn Sie keine extreme Leistung anstreben, ist es oft möglich, die digitalen Schaltkreise einfach auf der einen Seite der Platine und die analogen auf der anderen Seite zu platzieren. Wenn der Stromanschluss richtig platziert ist (mehr oder weniger zwischen den beiden Abschnitten), ist dies oft ausreichend. Strömung ist wie Wasser und tendiert physikalisch dazu, den kürzesten Weg zu nehmen.

Und der kürzeste Weg könnte der Weg des geringsten Widerstands oder der geringsten Induktivität sein. Dies hängt von der Anwendung ab, oder?\
Nicht so sehr die Anwendung, sondern das Layout, und der Punkt ist, dass Sie auf der anderen Seite der Platine keine Erdströme erhalten, wenn sich die betroffenen Schaltkreise in unmittelbarer Nähe der Erdstromrückführung befinden.

Das ganze AGND/DGND-Ding auf ADC-Chips ist etwas seltsam, da es sich eigentlich auf die ON-CHIP-Division bezieht und erfolgt, weil die Induktivität des Bonddrahts ausreicht, um in modernen Wandlern ein Übersprechen zu verursachen, wenn sie nicht getrennt sind.

Persönlich bevorzuge ich eine einzelne Masseebene, keine Splits, es sei denn, sie sind nachweislich erforderlich (das sind sie selten), mit sorgfältigem Layout und insbesondere der Komponentenplatzierung. Sicherlich dürfen Sie niemals ein schnelles Signalnetz über einen Split in einer Ebene führen, das ist nur eine Frage für Ärger.

Hochfrequenzstrom ist selten ein Problem, da der Rückstrom bei hoher Frequenz fließt, um die Schleifenfläche (und damit die im Magnetfeld gespeicherte Energie) zu minimieren. Dies bedeutet normalerweise, dass er in der Ebene direkt unter der relevanten Signalspur fließt ( Aus diesem Grund sollte schnelles digitales von analogem Zeug ferngehalten werden). Dies ist ein guter Grund, Source-Abschlusswiderstände mit niedrigem Wert an allen digitalen Bits anzubringen, die sich den analogen Bits annähern müssen. Dies hilft neben allem anderen beim Ground Bounce (ADC-Ausgangspins sollten immer Source-terminiert (und idealerweise lokal gepuffert) sein).

Nun gibt es etwas zu sagen, dass Sie vorsichtig sein müssen, wo Sie die Dinge im analogen Abschnitt zum Flugzeug bringen, insbesondere bei unsymmetrischen Stufen, es lohnt sich zu überlegen, wo sich die Stromschleife befindet (Hinweis, es handelt sich um die Entkopplungskappen der treibenden Opamps ) und die Referenz der nächsten Stufe an diesen Punkt zurückgeben.

73 Dan.

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