USB-Schirm für analoge und digitale Masse?

Ich bin neu im Mixed-Signal-Design und habe Schwierigkeiten zu entscheiden, wie ich meine digitale und analoge Masse verbinden soll. Ich mache ein 4-Layer-Design, also habe ich eine geteilte Grundebene.

Soweit ich weiß, sollte das Gelände irgendwann zusammenkommen, da ich dieselbe Versorgung verwende. Ich neige dazu, die USB-Abschirmung als den Punkt zu verwenden, an dem die Erdungen zusammenkommen, da ich denke, dass dies die Rückpfade für die digitalen und analogen Ströme klar definieren würde.

Ich bin mir nicht sicher, ob dies eine gute Praxis ist oder ob es eine bessere Lösung gibt.

Über ein Feedback hierzu würde ich mich freuen. Danke!

Bearbeiten: Dies ist kein Hochfrequenzdesign (der Hauptmikrocontroller arbeitet mit 16 MHz). Die unterschiedlichen Ebenen werden benötigt, da der Hersteller es als Anforderung im Datenblatt angibt. Die Stromversorgung erfolgt über einen USB-Anschluss, der die Spannung über einen Regler ADP3333 auf 3,3 V senkt. Von dort bekomme ich die "digitale Leistung", die direkt vom Regler kommt, und dann die "analoge Leistung", bei der es sich um den Reglerausgang handelt, der durch eine Ferritperle geht.

Der IC ist der Netzwerkanalysator AD5933 von Analog Devices. http://www.analog.com/en/products/ad5933.html

Re-edit: Meine Hauptfrage ist:

Ist es in Ordnung, beide Massen über das USB-Chassis zu verbinden? So was?Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Du erzählst nichts über deine Bewerbung. Warum benötigen Sie zunächst separate analoge und digitale Stromversorgungsebenen? Woher kommt die Kraft? Ist es möglich, eine einheitliche Ebene durch Komponentenplatzierung zu verwenden, um sicherzustellen, dass schnelle Schaltströme nicht über empfindliche Schaltkreise fließen?
Es tut mir leid für den Mangel an Details. Ich habe die Frage bearbeitet, um genauer zu sein. Allerdings habe ich deine letzte Frage nicht ganz verstanden.
Es sollte für Ihre Anwendung wahrscheinlich in Ordnung sein, eine gemeinsame Basis zu haben, aber Sie müssen darauf achten, dass die VDD zumindest durch LC-Filter korrekt gefiltert wird. Ich habe eine empfindliche analoge Erfassung mit USB-Stromversorgung durchgeführt, und es war in Ordnung, solange VDD ordnungsgemäß gefiltert wird und Sie kein Erdungsproblem haben.
@Damien Ich mag keine LC-Filter, es kann die Dinge leicht verschlimmern. Wenn keine ausreichende Kapazität vorhanden ist, um die Induktivitätsladung abzuleiten, erhalten Sie eine schöne hohe Übergangsspitze. Mit RC-Filtern 9r Durchgangskappen mit 3 Anschlüssen wissen Sie, womit Sie es zu tun haben.
Welcher Hersteller, für welchen Chip/Schaltung? Hast du einen Schaltplan? Im Allgemeinen ist der Ort zum Kombinieren von Gründen direkt beim Analogregler. Im Allgemeinen würde ich nur die Gründe kombinieren und auf Ihre Rückströme achten. Sie können einen "Graben" in der Grundebene um Ihre analoge Schaltung herum machen, um zu erzwingen, dass Hochgeschwindigkeitsstromspitzen herumlaufen.
@Barleyman LC-Filter werden für diese Art von Anwendung empfohlen und ich verwende sie schon lange und sie funktionieren in meinem Fall ziemlich gut. Hier ist eine Anwendungsnotiz mit weiteren Details: ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00823a.pdf „Während das Isolieren verrauschter Schaltungen durch die Verwendung von Induktivitäts-/Kondensator-„PI“-Filtern eine der effektivsten Methoden zur Kontrolle von leitungsgeführten Spannungen ist Rauschen auf einer Stromversorgungsspur"
@Damien Mein Punkt steht. Wenn die Kapazität (und der ESR) unzureichend sind, können Sie die Dinge sehr gut verschlimmern. Ich habe diesen Fehler schon früh in meiner Karriere gemacht. Zumindest müssen Sie die Lastsprungantwort auswerten, um zu überprüfen, welche Art von Rauschspitzen Sie sehen werden. Der RC-Filter ist ziemlich narrensicher, hält dem Spannungsabfall nicht stand, der LC-Filter kann besser filtern, erfordert aber mehr Pflege. NB, Ferritperle verhält sich nicht wirklich wie ein drahtgewickelter Induktor.
@Barleyman, der Hersteller ist Analog Devices und der IC ist der Netzwerkanalysator AD5933. Ich habe einen Erdungsgraben um meine digitalen Signale, wie Sie vorschlagen, und ich kombiniere beide Erdungen mit dem USB-Chassis, das sich in der Nähe des Spannungsreglers befindet.
Es ist ziemlich einfach, sich selbst in den Fuß zu schießen, indem man Splits in der Grundebene erzeugt. Überprüfen Sie dies zum Beispiel: maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5450 Normalerweise würde ein "Wassergraben" tatsächlich wie ein Hufeisen aussehen und um den analogen Teil herumgehen, um die digitalen Rückströme fernzuhalten. Wenn Sie es um den digitalen Teil legen, nimmt das hochfrequente Rückstromrauschen (noch) den kürzesten Weg zu einer Stromquelle, die Ihre analogen Bits kreuzen kann. Überqueren Sie außerdem niemals eine Lücke in der Masseebene mit einer Hochfrequenzleitung!

Antworten (1)

Es ist ziemlich einfach, sich selbst in den Fuß zu schießen, indem man Splits in der Grundebene erzeugt. Überprüfen Sie dies zum Beispiel:

https://pdfserv.maximintegrated.com/en/an/TUT5450.pdf

Überqueren Sie niemals eine Lücke in der Masseebene mit einer Hochfrequenzleitung! Ihr Layout hat mehrere Spuren, die über die Lücke gehen.

Normalerweise würde ein "Graben" tatsächlich wie ein Hufeisen aussehen und um den analogen Teil herumgehen, um die digitalen Rückströme fernzuhalten, während analoge Ströme normal passieren können. Wenn Sie es um den digitalen Teil legen, nimmt das hochfrequente Rückstromrauschen (noch) den elektrisch kürzesten Weg zu einer Stromquelle, die Ihre analogen Bits kreuzen kann.

Hier ist eine idealisierte Situation, in der sich die AD-Schaltungen alle am selben Rand befinden. Aber es würde auch funktionieren, wenn sie sich in der Mitte der Leiterplatte befinden würden, DGND würde sich rundum erstrecken. Stellen Sie sich vor, der Bildrand ist tatsächlich Ihr digitaler Bodenebenenrand mit den daraus geschnitzten AGND-Quadraten.

Eigentlich würde sich dieses Bild für eine einfache Partitionierung eignen. http://www.ti.com/lit/an/slyt512/slyt512.pdf

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Beachten Sie, dass sich niederfrequente und hochfrequente Ströme unterschiedlich verhalten.

Rückströme

Im Grunde haben Sie diese Situation geschaffen, digitale Spuren, die über Bodenlücken gehen, sind nicht schön.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Vergessen Sie nicht, dass Sie mit mehreren Ebenen spielen können. Bewegen Sie das digitale GND-Kupfer auf die andere Seite der Platine neben der unteren Schicht. Legen Sie digitale Spuren auf die untere Ebene und jetzt haben Sie einen schönen soliden Rückweg für das hochfrequente Rauschen. Oder umgekehrt offensichtlich.

USB-Schirm für analoge und digitale Masse?
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