PCBニュース - デジタル接地とアナログ接地の接地戦略

デジタル接地は、デジタル回路における異なるコンポーネント、モジュール、チップを接続し、デジタル接地エンティティを形成するための接続線である。コンポーネントではなく、回路接続線です。デジタル回路では、多くのマイクロコントローラ開発ボードや他のデジタル回路設計にデジタル接地が一般的に登場しています。

回路接続線の1つとして、デジタル接地の主な機能は回路中の状態点信号を伝送するためである。デジタル接地接続のコンポーネントは同じ位置点を共有し、回路信号の安定性を保証し、回路干渉を低減することができる。

素子は、抵抗器、コンデンサ、インダクタ、ダイオード、トランジスタなど、電子回路で独立して使用できる基本的な電子素子です。デジタルアースは回路接続線ですが、素子のように独立して使用することはできません。

デジタル接地の主な役割は、回路の一部としてではなく、回路内のコンポーネントに接続を提供することです。したがって、デジタルフロアはコンポーネントカテゴリに属していません。

模擬接地は、仮想接地または仮接地とも呼ばれ、通常は電気設備の中のいくつかの特定の回路を使用して接地の効果を模擬し、それによって設備の安全性を高めることを指す。

模擬接地の役割

模擬接地の主な機能は、落雷や感電などの現象から電気機器を保護することです。場合によっては、デバイスが置かれている特殊な環境やタスク要件のため、デバイスを実際に接地することはできず、シミュレーション接地を使用することで一定の保護効果を得ることができます。

アナログ接地のもう1つの機能は、接地が必要な電気機器の中には、アナログ接地により接地抵抗を低減することができ、機器の安全性を高めることができる。

アナログとデジタル接地の長所と短所

アナログ接地の利点は回路複雑度が低く、コストが低く、簡単なアナログ回路に適しており、回路干渉の程度を下げることができる。しかし、例えば外部干渉を受けやすく、ノイズやその他の品質問題を引き起こすという欠点もある。デジタル接地の利点は、デジタル回路のアナログ回路への干渉を効果的に除去し、回路の安定性を高め、製品の全体的な品質を向上させることであるが、欠点はデジタル回路の複雑性、コストが高く、一部のデジタル信号は地線上で独立した干渉を発生することができることである。

デジタル接地とアナログ接地はつながってもいいですか。

場合によっては、デジタル接地とアナログ接地を一緒に接続することができますが、他の場合は、個別に処理する必要があります。これは、特定のアプリケーションと設計要件に依存します。

デジタル回路とアナログ回路の混合設計では、デジタル回路は高周波で動作し、ノイズがあり、アナログ回路はより低いノイズと干渉を必要とする。したがって、デジタルとアナログの接地が直接接続されている場合、デジタル回路内のノイズはアナログ回路に接地結合されることにより、アナログ回路の性能に影響を与える可能性があります。

しかし、場合によっては、デジタル接地とアナログ接地とを接続することができる。例えば、デジタルおよびアナログ回路の動作周波数に有意な差がなく、ノイズに対して高度に敏感でない場合、それらの接地は互いに接続されていてもよい。また、分離変圧器、フィルタなどの適切な分離とフィルタ処理を行えば、デジタルとアナログの接地も接続できます。

しかし、ほとんどの場合、アナログ回路の性能と安定性を確保するためには、デジタルとアナログを接地して分離することが推奨されている。これは、回路基板上に異なる接地層または接地領域を使用するか、デジタルおよびアナログ接地を分離するために専用の隔離デバイスを使用することによって実現されます。これにより、デジタル回路によるアナログ回路への干渉を効果的に低減し、システム全体の性能と安定性を向上させることができる。

要するに、デジタル接地とアナログ接地が接続されているかどうかは、具体的な応用シーンと設計要件に基づいて決定する必要がある。アナログ回路の性能を保証する必要がある場合は、デジタル接地とアナログ接地を分離して処理することをお勧めします。

ハイブリッド回路設計では、システムの安定性と性能の最適化を確保するために、具体的な要求に応じてデジタル接地とアナログ接地の接地方式を柔軟に選択しなければならない。正しい戦略により、干渉を減らし、効率を高め、電子製品の優れたパフォーマンスを促進することができます。