Korrekte PCB-Erdung mit mehreren Allzweck-ICs

Ich entwerfe eine Allzweck-Arduino-Schild-Leiterplatte und habe derzeit Schwierigkeiten, ein geeignetes Grundlayout zu finden.

ICs auf der Platine: 12 -> 5 V und 12 -> 10 V bei 5 A schaltende DC-Regler, mehrere H-Brücken-Motortreiber (bewertet mit max. 1,8 A), ein TEC-Treiber (bewertet mit max. 3-6 A), ein Paar oktal -Schalten Sie SPST, ein Paar Schieberegister und einen DAC unter einigen Operationsverstärkern, FETs und BJTs.

Ich folge Otts Anleitung zum Erden von Mixed-Signal-Leiterplatten. Ich habe die Grundlagen verstanden, aber das Hauptproblem ist, dass die Datenblätter des TEC-Treibers das Vorhandensein einer Stromerde auf der Leiterplatte implizieren, und angesichts all der großen Ströme, die aus den DC-Reglern fließen, ist mir klar, dass dies ziemlich relevant sein kann. Ich bin mir auch nicht sicher, ob die Motortreiber Teil dieser Masseebene sein sollten (die 10-V-Schiene soll Gleichstrommotoren versorgen, die von den H-Brücken angetrieben werden).

Meine Fragen: Sind die digitalen ICs (Schieberegister, SPST-Schalter, digitale Seite des DAC) wirklich so rauschempfindlich, dass eine verrauschte Masse ihr Verhalten beeinträchtigen würde? (Ich vermute nur den DAC). Wenn das nicht der Fall wäre, könnte ich einfach eine gemeinsame Digital/Power-Masse verwenden.

Ich erwäge eine Leistungsmasse (DC-Regler, Motortreiber) mit zwei Brücken: zu digitaler Masse (SRs, Schalter) zu einer analogen Masse (TEC-Treiber) und zusätzlich eine Brücke zwischen der digitalen Masse und einer zweiten analogen Masse (mit die DAC- und analogen Eingangspins). Würde es bei einer solchen Konfiguration Erdschleifen geben?

Antworten (1)

Wow, nun, wir könnten Stunden damit verbringen, Boden zu diskutieren.
Ich bin nicht so der Experte, aber ich habe viele Fehler gemacht. Zuerst würde ich sagen, dass es zwei "Möglichkeiten" gibt, über Boden nachzudenken. Bei niedrigen Frequenzen (DC zu Audio) ist das „Stern“-Erdungskonzept nützlich. Hier zeichne ich ein Bild mit großen dicken Linien für Pfade mit viel Strömung. Und dann bringen Sie all diese getrennten Pfade zu einem Punkt. (der Punkt, an dem Strom in den Stromkreis eintritt.)

Die Idee ist, die hohen Ströme von den empfindlicheren Teilen der Schaltung fernzuhalten.

Bei höheren Frequenzen von ~10 MHz und darüber beginnt man an eine Masseplatte zu denken, die überall ist. Mit vielen Masseverbindungen zwischen dem Gehäuse und der Grundplatte. Bei den höheren Frequenzen macht man sich nicht so sehr Sorgen um den DC-Abfall in den Masseleitungen, sondern um die Induktivität der Masse. Sie möchten, dass die schnellen Signaldrähte eine (durchgehende) Masseebene darunter haben, die den Rückstrom führt.

Es tut mir leid, dass ich Ihre Frage nicht beantwortet habe. Ob Sie eine Schleife haben oder nicht, hängt davon ab, wie Sie sie auslegen. Und eine kleine Masseschleife auf einer Platine ist vielleicht nicht so schlimm.
Das Beste ist, es zu bauen und auszuprobieren, und denken Sie daran, dass Sie möglicherweise den Boden "reparieren" müssen.