Technologie PCB - Conception raisonnable de mise à la terre de PCB

Meilleures pratiques pour la mise à la terre à signaux mixtes

Vous savez que les solutions de mise à la terre doivent souvent être adaptées spécifiquement aux PCB à signal mixte, mais il existe plusieurs « meilleures pratiques» qui peuvent vous aider à résoudre ce problème.

Lors de la conception, n'oubliez pas de choisir le meilleur système de mise à la terre; Bus, autobus ou avion.

Bus: le bus n'est pas une bonne solution pour la conception de la mise en page PCB de la plupart des systèmes à signaux mixtes. L'impédance du bus peut être très importante à la fréquence du système, ce qui peut entraîner une chute de tension importante.

Plan de masse: généralement, la meilleure solution pour la mise à la terre de PCB est un plan de masse complet. La géométrie du plan de masse assure une impédance la plus faible possible et fournit généralement le chemin de retour de courant le plus direct. En outre, un plan de masse complet protégera le PCB mieux qu'un réseau de terre. Comme pour les réseaux électriques, il faut être prudent lors de la connexion d'un circuit intégré (IC) au plan de masse du PCB pour s'assurer que les chemins de courant de retour ne se croisent pas. Souvent, la solution est « meilleure» et plus coûteuse. Si vous êtes frugal comme un quaker, il peut être utile de calculer l'impédance associée à l'utilisation d'une barre omnibus ou d'un réseau de terre.

Conception raisonnable de mise à la terre de PCB peut réduire EMI dans le système de signal mixte

La vraie mise à la terre n'est pas aussi facile que le schéma.

Certaines conceptions de signaux mixtes peuvent utiliser deux plans de masse distincts pour tenter de séparer les circuits analogiques des circuits numériques afin de réduire l'EMI. Cependant, avoir deux plans de masse complètement indépendants signifie que certaines références peuvent être différentes. Cela peut vous causer des erreurs. Dans les circuits avec convertisseur de données, des plans de masse distincts peuvent être connectés à l'aide de billes magnétiques en Ferrite et de diodes Schottky. Cependant, pour un système plus général, il est possible de combiner deux plans de masse ou d'utiliser un seul plan de masse PCB. Tant que les chemins de retour du courant AC / DC ne se croisent pas, cela provoque une « diaphonie» (comme la « diaphonie» lorsque quelqu'un coupe mon alimentation). Je recommande d'utiliser un plan de masse solide, de préférence un chemin de retour de courant bien planifié. Si vous ne pouvez pas utiliser un plan solide, coupez un espace dans le plan pour séparer le composant AC / DC et son chemin de retour de courant. Un plan de masse avec jeu, toujours continu, serait une bonne référence, mais apporterait peu de bruit au circuit. Si vous coupez la fente, ne laissez pas de traces dessus, car la fente peut agir comme une antenne. Quelle que soit la méthode utilisée, raccourcissez le chemin de retour actuel autant que possible. Cela aidera à réduire l'EMI que la boucle de courant peut rayonner.

S'il y a des condensateurs de dérivation ou de découplage dans la conception du PCB, les connecter directement au plan de masse aidera à réduire l'EMI. La mise à la masse rapide de ces condensateurs assure un chemin de retour de la boucle très court. Si le chemin de connexion entre le condensateur et la masse est trop long, le courant de retour peut prendre un raccourci et finir par tomber là où il ne devrait pas.

Compétences pratiques en circuits intégrés à signaux mixtes

Comme vous le savez, il existe une complexité dans les systèmes à signaux mixtes, mais les circuits intégrés à signaux mixtes peuvent introduire plus de complexité. Différentes combinaisons de ces facteurs nécessitent différentes solutions. Voici quelques conseils lors du traitement de signaux mixtes IC.

PCB avec un seul IC à signal mixte

Si vous êtes familier avec le ciel étoilé, nous avons conçu des circuits audio. La mise à la terre en étoile peut être une bonne solution lors de la conception d'un PCB avec un seul IC à signal mixte. Le sol en forme d'étoile utilise un seul point comme référence au lieu d'une couche plane entière. Pour les convertisseurs et autres puces à signaux mixtes, les fabricants recommandent généralement de connecter les broches agnd et dgnd à l'extérieur de la puce. Cette connexion peut être utilisée comme votre mise à la terre en étoile. Si vous utilisez deux plans de masse distincts et un IC à signal mixte, vous pouvez également connecter les deux plans de masse du châssis ensemble à ce stade. Une complication de la mise à la terre en étoile est que la connexion avec la mise à la terre en étoile doit être aussi proche que possible de la même longueur. Si cette configuration n'est pas pratique pour votre circuit, il est préférable d'utiliser un autre type de mise à la terre.

PCB avec plusieurs circuits intégrés à signaux mixtes

Si votre carte de circuit imprimé utilise plusieurs circuits intégrés à signaux mixtes, la mise à la terre en étoile n'est pas réalisable. C'est parce que vous devez Connecter l'agnd et le dgnd de chaque IC ensemble à l'extérieur de chaque boîtier d'IC, tous dans la même position exacte. William Penn n'avait même pas prévu ce carrefour. Si vous construisez un PCB avec plusieurs circuits intégrés à signaux mixtes, je recommande d'utiliser un plan de masse avec des lacunes pour séparer le courant de retour ou d'utiliser un chemin de courant de retour sans lacunes et très soigneusement vérifié.

La mise à la terre des systèmes à signaux mixtes nécessite une planification minutieuse de la disposition, car les chemins de retour doivent être vérifiés pour réduire l'EMI et la "diaphonie". Si tout semble identique, la planification de la disposition est très difficile. Utilisez un logiciel de conception de PCB pour coder en couleur les composants et les réseaux afin de séparer visuellement les systèmes ou les broches AC et DC lors de l'utilisation de circuits intégrés à signaux mixtes.