Rancangan Elektronik - Raka "tanah digital dan tanah analog" pada PCB

Berikut memperkenalkan kaedah dan teknik untuk merancang "tanah digital dan tanah analog" pada papan PCB:

Kaedah 1: Bahagikan pesawat tanah mengikut fungsi sirkuit

Segmentasi merujuk kepada penggunaan segmentasi fizik untuk mengurangkan sambungan antara jenis berbeza garis, terutama melalui sambungan garis kuasa dan garis tanah. Contoh bagi membahagi wayar tanah mengikut fungsi sirkuit dipaparkan dalam figur. Pesawat tanah empat jenis sirkuit berbeza dibahagi menggunakan teknologi pembahagian, dan empat pesawat tanah dipisahkan oleh peluru bukan metalik di atas pesawat tanah. Input kuasa setiap sirkuit mengadopsi penapis LC untuk mengurangkan sambungan antara permukaan kuasa sirkuit berbeza.

Untuk L dan C penapis LC setiap sirkuit, untuk menyediakan ciri-ciri penapisan yang berbeza untuk setiap sirkuit, lebih baik menggunakan nilai yang berbeza. Sirkuit digital kelajuan tinggi mempunyai kuasa segera tinggi, jadi sirkuit digital kelajuan tinggi ditempatkan di pintu masuk kuasa. Sirkuit antaramuka mempertimbangkan faktor seperti pelepasan elektrostatik (ESD) dan peranti atau sirkuit pemahaman sementara, dan ditempatkan pada akhir bekalan kuasa. Pada papan sirkuit cetak, menurut contoh desain bagi bentangan grounding fungsi sirkuit, apabila jenis lain sirkuit seperti sirkuit analog, digital, dan bunyi berada di papan sirkuit cetak yang sama, setiap sirkuit mesti Ground dengan cara yang paling sesuai untuk jenis sirkuit ini. Kemudian sambungkan sirkuit tanah yang berbeza bersama-sama.

Kaedah 2: Guna pesawat tanah setempat

Sirkuit Oscillator, sirkuit jam, sirkuit digital, sirkuit analog, dll. boleh dipasang pada satu pesawat tanah tempatan.

Pesawat tanah setempat ini ditetapkan pada lapisan atas PCB. Ia tersambung secara langsung ke lapangan tanah dalaman (lapangan rujukan 0V) PCB melalui berbilang lubang. Oscilator dan sirkuit jam diletak pada pesawat tanah setempat, yang boleh menyediakan lapisan imej cermin untuk menangkap oscilasi. Mod umum semasa RF yang dijana oleh sirkuit dalaman dan berkaitan peranti, supaya radiasi RF boleh dikurangkan. Apabila menggunakan pesawat tanah setempat, berhati-hati jangan lalui melalui lapisan ini, jika tidak fungsi lapisan cermin akan dihancurkan. Jika jejak melewati pesawat tanah yang ditempatkan, akan ada gelung tanah kecil atau potensi berhenti. Gelung tanah kecil ini boleh menyebabkan beberapa masalah pada frekuensi radio. Jika peranti menggunakan pendaratan digital berbeza atau pendaratan analog berbeza, peranti boleh diatur pada pesawat tanah setempat berbeza, dan peranti boleh dikongsi melalui slot pengisihan. Tengah bekalan kuasa yang memasuki setiap komponen ditapis dengan ferrit, beads magnetik dan kondensator

Kaedah tiga, PCB mengadopsi tanah I/O "bebas bunyi" dan tanah digital "bunyi" untuk merancang terpisah

Untuk menggunakan teknologi pemisahan kabel atau melindungi untuk menekan bunyi mod umum, rancangan PCB perlu mempertimbangkan menyediakan "tiada bunyi" atau "tiada bunyi" untuk pemisahan kabel (untuk menutup semasa ke tanah) dan melindungi yang tidak terkontaminasi oleh bunyi sirkuit logik digital. Tanah "bersih". Apabila merancang bentangan PCB, letakkan semua garis I/O dalam kawasan tertentu pada PCB, dan menyediakan tanah I/O induktan rendah terbahagi khusus untuk kawasan ini, dan sambungkan tanah I/O pada satu titik Ke tanah sirkuit logik digital, arus tanah logik digital tidak boleh mengalir ke tanah I/O "tanpa bunyi".

Sirkuit jam dan garis isyarat jam sepatutnya jauh dari kawasan antaramuka I/O.

Kaedah empat, dua masalah segmen PCB: pengasingan dan sambungan

Segmen PCB perlu menyelesaikan dua masalah: satu adalah pengasingan dan yang lain adalah sambungan. Isolasi pada PCB boleh dicapai dengan menggunakan "ditches", seperti yang dipaparkan dalam figur, iaitu, kawasan kosong tanpa penutup tembaga terbentuk pada semua lapisan PCB. Lebar minimum "ditch" adalah 50 juta. "Hao" membahagi seluruh PCB ke "pulau" individu mengikut fungsi yang berbeza. Jelas sekali, "tumpukan" membahagi lapisan cermin untuk membentuk kuasa dan tanah independen bagi setiap kawasan, yang boleh menghalang tenaga RF daripada memasuki kawasan lain dari satu kawasan melalui sistem distribusi tenaga.

"Isolasi" bukan tujuan. Sebagai sistem, setiap kawasan berfungsi perlu disambung satu sama lain. Pembahagian adalah untuk mengatur bentangan dan laluan lebih baik untuk mencapai sambungan yang lebih baik. Oleh itu, perlu menyediakan saluran untuk garis-garis yang perlu disambung ke setiap kawasan sub-fungsi. Terdapat dua kaedah sambungan yang biasa digunakan: satu adalah untuk menggunakan pengubah independen, opto-isolator atau garis data mod biasa untuk menyeberangi "trench", seperti yang dipaparkan dalam Gambar 10.1.26 (a); yang lain ialah "Hanya isyarat dengan "bridge pass" yang boleh masuk (signal current) dan keluar (return current). Sukar untuk merancang bentangan pecahan yang optimum. Anda juga boleh guna perisai logam dan kaedah lain untuk menyambung semua isyarat. tenaga RF yang dijana, tidak diinginkan dilindungi, dengan itu mengawal radiasi dan meningkatkan kemampuan anti-gangguan PCB.

Kaedah 5, mengadopsi bentuk "pesawat tanah seragam"

Dalam sirkuit ADC atau DAC, apabila pins tanah analog dan digital ADC atau DAC perlu disambung bersama-sama, rekomendasi umum ialah: menyambung pins AGND dan DGND ke pesawat tanah impedance rendah yang sama dengan petunjuk pendek.

Jika sistem digital menggunakan ADC, seperti yang dipaparkan dalam Figur 10.1.29, "pesawat tanah" boleh dibahagi, dan tanah analog dan tanah digital disambung bersama-sama dibawah cip ADC. Namun, ia diperlukan untuk memastikan bahawa lebar jambatan yang menyambung antara kedua-dua dasar adalah sama dengan yang IC, dan mana-mana garis isyarat tidak boleh menyeberangi ruang bahagian.

Kebanyakan cip penukar A/D tidak menyambungkan tanah analog dan tanah digital bersama-sama. Tanah analog dan tanah digital mesti disambung dengan pin luaran. Setiap pengendalian luaran yang tersambung ke DGND akan lebih digital dengan kapasitasi parasit. Bunyi disertai dengan litar analog di dalam IC. Untuk menggunakan "pesawat tanah seragam", and a perlu sambungkan pin AGND dan DGND penyukar A/D ke tanah analog. Simulasikan masalah tanah.

Kaedah 6: Guna kuasa digital dan kuasa analog untuk membahagi pesawat kuasa

Dalam sistem hibrid analog-digital, kuasa digital independen dan kuasa analog biasanya digunakan untuk menyediakan kuasa secara terpisah. Guna pesawat kuasa pecah pada PCB isyarat-campuran. Perlu dicatat bahawa garis isyarat yang dekat dengan lapisan kuasa tidak boleh menyeberangi ruang antara sumber kuasa, dan hanya garis isyarat pada lapisan isyarat yang dekat dengan kawasan besar "tanah" boleh menyeberangi ruang. Sumber kuasa analog boleh dirancang dalam bentuk jejak PCB atau mengisi selain dari pesawat kuasa, yang boleh menghindari masalah pembahagian pesawat kuasa.