전자 설계 - PCB에서 "디지털 접지 및 아날로그 접지" 설계

PCB 보드에서'디지털 접지 및 아날로그 접지'를 설계하는 방법과 기술은 다음과 같습니다.

방법 1: 회로의 기능에 따라 접지 평면을 구분한다

세그먼트란 물리적 세그먼트를 사용하여 서로 다른 유형의 회선 간의 결합, 특히 전원 코드와 지선을 통한 결합을 줄이는 것을 말한다.회로 기능에 따라 접지선을 나누는 예는 그림과 같다. 구분 기술을 사용하여 네 가지 서로 다른 유형의 회로의 접지 평면을 구분하고, 네 개의 접지 평면은 접지 평면의 비금속 노치로 구분한다.각 회로의 전력 입력은 LC 필터를 사용하여 서로 다른 회로의 전력 표면 간의 결합을 줄입니다.

각 회로의 LC 필터의 L 및 C의 경우 각 회로에 다른 필터 특성을 제공하기 위해 다른 값을 사용하는 것이 좋습니다.고속 디지털 회로는 높은 순간 출력을 가지고 있기 때문에 고속 디지털 회로는 전원 입구에 배치됩니다.인터페이스 회로는 정전기 방전(ESD)과 순간적 억제 장치 또는 회로 등을 고려하며 전원 공급 장치의 끝에 위치합니다.인쇄회로기판에서 회로기능접지배치의 설계예시에 따르면 아날로그, 디지털과 소음회로 등 부동한 류형의 회로가 같은 인쇄회로기판에 있을 때 매개 회로는 반드시 이 류형의 회로에 가장 적합한 방식으로 접지해야 한다.그런 다음 다른 접지 회로를 연결합니다.

방법 2: 로컬 지반 평면 사용

발진기 회로, 시계 회로, 디지털 회로, 아날로그 회로 등은 단일 로컬 접지 평면에 설치할 수 있다.

로컬 접지 평면은 PCB의 최상위 레벨에 설정됩니다.여러 개의 구멍을 통해 PCB의 내부 접지 평면(0V 참조 평면)에 직접 연결됩니다.발진기와 시계 회로는 로컬 접지 평면에 설치되어 있어 진동을 포착할 수 있는 대칭복사 레이어를 제공할 수 있다.공통 모드 무선 주파수 전류는 장비 내부 및 관련 회로에서 발생하여 무선 주파수 복사를 줄일 수 있습니다.로컬 지반 평면을 사용할 때 이 레이어를 통과하지 않도록 주의하십시오. 그렇지 않으면 대칭복사 레이어의 기능이 손상됩니다.궤적이 로컬 접지 평면을 통과하면 작은 접지 회로 또는 비연속 전위가 나타납니다.이런 작은 접지 회로는 무선 주파수에 약간의 문제를 일으킬 수 있다.장치가 서로 다른 디지털 접지 또는 서로 다른 아날로그 접지를 사용하는 경우 장치를 서로 다른 로컬 접지 평면에 배치하고 절연 슬롯을 통해 장치를 파티셔닝할 수 있습니다.각 부품에 들어가는 전원 전압은 철산소, 자기 구슬 및 콘덴서를 통해 필터링됩니다.

방법 3, PCB는"노이즈 없음"I/O 접지와"소음 있음"디지털 접지를 사용하여 분리 설계

케이블 디커플링 또는 차폐 기술을 사용하여 공통 모드 노이즈를 억제하기 위해 PCB 설계는 케이블 디커플링 (전류를 바닥으로 분류) 및 디지털 논리 회로 노이즈에 오염되지 않은 차폐를 위해"노 노이즈"또는"노 노이즈"또는"노 노이즈"를 제공하는 것을 고려해야합니다.깨끗한 땅.PCB 레이아웃을 설계할 때 모든 I/O 케이블을 PCB의 한 영역에 배치하고 이 영역에 특별히 구분된 저전감 I/O 접지를 제공하며 단일 지점에 I/O 접지를 연결합니다. 디지털 논리 회로의 접지 전류는'노이즈 없는'I/O 접지로 흐를 수 없습니다.

클럭 회로 및 클럭 신호선은 I/O 인터페이스 영역에서 멀리 떨어져 있어야 합니다.

방법 4, PCB 분할의 두 가지 문제: 격리 및 상호 연결

PCB 분할은 두 가지 문제를 해결해야 한다: 하나는 격리이고, 다른 하나는 상호 연결이다.PCB의 격리는 그림과 같이 PCB의 모든 레이어에 구리 코팅이 없는 빈 영역을 형성하는"도랑"을 사용하여 구현 될 수 있습니다."도랑" 의 최소 너비는 50밀이다."호" 는 그 부동한 기능에 따라 전반 PCB를 단독의"외딴 섬"으로 구분한다.분명히"해자"는 거울층을 분할하여 매개 구역에 독립적인 전원과 접지를 형성하여 무선주파수에네르기가 배전시스템을 통해 한 구역에서 다른 구역으로 진입하는것을 방지할수 있다.

"격리" 는 목적이 아닙니다.시스템으로서 각 기능 영역은 서로 연결되어야 합니다.버스트는 더 나은 상호 연결을 위해 레이아웃과 케이블 연결을 더 잘 배치하기 위한 것입니다.따라서 각 하위 기능 영역에 연결해야 하는 회선에 통로를 제공할 필요가 있다.자주 사용하는 상호 연결 방법은 두 가지가 있습니다. 하나는 독립된 변압기, 광 분리기 또는 공통 모드 데이터 라인을 사용하여"도랑"을 통과하는 것입니다. 그림 10.1.26 (a) 과 같습니다.다른 하나는'브리지'가 있는 신호들만 (신호 전류에) 들어오고 나가고(반환 전류에) 나갈 수 있다.최적화된 분리형 레이아웃을 설계하는 것은 어렵다.금속 차단과 다른 방법을 사용하여 모든 신호를 연결할 수도 있다.생성되고 필요하지 않은 RF 에너지가 차단되어 방사선을 제어하고 PCB의 방해 방지 능력을 향상시킨다"고 말했다.

방법 5,"균일한 평면"의 형식을 채택

ADC 또는 DAC 회로에서 ADC 또는 DAC의 아날로그 접지 핀과 디지털 접지 핀을 함께 연결해야 할 경우 일반적으로 AGND 및 DGND 핀을 가장 짧은 지시선으로 동일한 저임피던스 접지 평면에 연결하는 것이 좋습니다.

디지털 시스템이 ADC를 사용하는 경우 그림 10.1.29와 같이"접지 평면"을 구분하여 아날로그와 디지털이 ADC 칩 아래에서 함께 연결될 수 있습니다.그러나 두 접지 사이의 연결 브리지가 IC 너비와 동일하고 어떤 신호선도 분할 간격을 통과할 수 없도록 해야 합니다.

대부분의 A/D 동글 칩은 아날로그와 숫자를 함께 연결하지 않습니다.아날로그 접지와 디지털 접지는 외부 핀을 통해 연결해야 합니다.DGND에 연결된 외부 임피던스는 기생 용량으로 인해 더욱 디지털화됩니다.노이즈는 IC 내부의 아날로그 회로에 결합됩니다.통합 접지 평면을 사용하려면 a/D 변환기의 AGND 및 DGND 핀을 아날로그 접지에 연결해야 합니다.시뮬레이션 접지 문제.

방법 6: 디지털 및 아날로그 전원을 사용하여 전원 평면 분할

디지털 혼합 시스템에서는 일반적으로 별도의 디지털 전원 공급 장치와 아날로그 전원 공급 장치를 사용하여 각각 전원을 공급합니다.혼합 신호 PCB에 분리형 전원 평면을 사용합니다.주의해야 할 점은 전원층에 가까운 신호선은 전원사이의 간격을 통과할수 없으며 대면적의 "지상"에 가까운 신호층의 신호선만이 간격을 통과할수 있다.아날로그 전원은 전원 평면이 아닌 PCB 트랙이나 충전 형태로 설계되어 전원 평면의 분할 문제를 피할 수 있습니다.