Технология PCB - Почему pcb делится на цифровое заземление и аналоговое приземление

1 Why divide digital ground and analog ground

Because although they are interlinked, длинная дистанция, the difference is different. напряжение на разных точках одного и того же провода может различаться, особенно когда ток большой. Because of the resistance of the wire, падение напряжения при потоке тока. Кроме того, the wire has distributed inductance, влияние распределенной индуктивности проявится в сигналах переменного тока. Поэтому мы должны разделить его на цифровую землю и имитировать землю, высокочастотный шум цифрового сигнала очень большой, Если искусственное заземление смешивается с цифровым заземлением, the noise will be transmitted to the analog part and cause interference. Если земля разделится, высокочастотный шум можно изолировать фильтром в месте питания. But if the two grounds are mixed, фильтровать нелегко. Вот почему печатная плата should be divided into digital ground and analog ground.

2. как проектировать цифровое заземление и аналоговое приземление

прежде чем проектировать, мы должны понять два основных принципа электромагнитной совместимости (Эмк): первый из них сводит к минимуму площадь токового контура; Второй принцип заключается в том, что система использует только одну опорную плоскость. напротив, если система имеет две опоры, то она может образовывать дипольную антенну (Примечание: размер излучения малой дипольной антенны прямо пропорционально длине линии, току и частоте); Если сигнал не проходит как можно больше, то возвращение малого кольца может привести к образованию антенны большой кольцевой цепи (Примечание: размер излучения антенны малого кольца прямо пропорциональн площади контура, току и частоте, проходящим через эту цепь). Постарайтесь избегать этих двух ситуаций при проектировании.

It is suggested to separate the digital ground and analog ground on the гибридная сигнальная панель, Таким образом, можно обеспечить разделение между цифровым и аналоговым заземлением. Хотя такой подход возможен, there are many potential problems, особенно в сложных и больших системах. ключевой вопрос заключается в том, что она не может преодолеть секторальный разрыв.. Once the division gap is routed, поток электромагнитного излучения и сигналов резко увеличится. The most common problem in печатная плата проектировать is that the signal line crosses the divided ground or power supply and generates EMI problems.

Мы используем вышеупомянутый метод разделения, и линия сигнала пересекает зазор между двумя заземлениями. Каковы пути возврата сигнала к току? Предположим, что два заземления соединяются друг с другом (обычно в одном месте), и в этом случае заземляющий ток образует большую петлю. высокочастотный ток, протекающий через большой контур, генерирует излучение и высокую земную индуктивность. если при малом уровне аналоговый ток перетекает через большой контур, то он легко поддается влиянию внешних сигналов. и самое худшее, когда раздельные заземления соединяются между собой, образуются очень большие электрические цепи. Кроме того, аналоговые и цифровые соединения через длинный провод образуют дипольную антенну.

Understanding the path and method of current return to ground is the key to optimizing гибридная сигнальная панель проектировать. Many design engineers only consider where the signal current flows, игнорировать текущий путь. If the ground layer must be divided, зазор между разделами, a single-point connection can be made between the divided grounds to form a connection bridge between the two grounds, потом проводка через мост. In this way, под каждой сигнальной линией можно обеспечить постоянный контур, so that the loop area formed is small.

использование оптических изолирующих устройств или трансформаторов также позволяет получать сигналы, пересекающие разделяющий зазор. для первого прохода через разделяющий зазор - это световой сигнал; В случае трансформатора зазор между сегментами является магнитным полем. другой возможный способ - использовать разностный сигнал: сигнал поступает из одной линии и возвращается из другой. в таких случаях земля не должна использоваться в качестве пути возвращения.

для углубленного изучения помех цифровым сигналам на аналоговых сигналах необходимо прежде всего понять характеристики высокочастотных токов. для высокочастотных токов всегда выбирается минимальное сопротивление (минимальный индуктивность) и путь, непосредственно расположенный под сигналом, так что независимо от того, является ли ближайший слой цепи слоем питания или соединительным слоем, обратный ток будет протекать через соседние слои цепи. на практике, как правило, предпочтение отдается единообразному приземлению и разделению печатная плата на аналоговые и цифровые компоненты. аналоговый сигнал устанавливается в аналоговой области на всех уровнях платы, а цифровой сигнал устанавливается в районе цифровых схем. в этом случае ток возврата цифровых сигналов не будет впадать в землю при помощи аналоговых сигналов.

помехи от аналоговых сигналов могут возникать только в том случае, если цифровой сигнал соединяется с аналоговой частью платы или с цифровой частью аналогового сигнала, соединяющего платы. Эта проблема не возникает из - за отсутствия раздельных заземлений, а также из - за неправильной проводки цифровых сигналов. печатная плата спроектирован таким образом, чтобы можно было решить некоторые более сложные вопросы, связанные с раскладкой и монтажом, с помощью разделения цифровых и аналоговых схем и соответствующей сигнальной проводки, не создавая при этом каких - либо потенциальных проблем, связанных с разделением заземления. в этом случае компоновка и раздел компонентов являются ключом к решению вопроса о том, как правильно проектироваться. Если схема рациональна, то цифровой заземляющий ток будет ограничен цифровыми частями платы и не будет мешать аналоговым сигналам. необходимо тщательно проверять и проверять такие подключения, с тем чтобы обеспечить 100 - процентное соблюдение правил подключения. В противном случае неправильная проводка сигнала полностью разрушит и без того очень хорошую схемную панель.

при соединении аналоговых выводов на землю с цифровыми зажимами коммутатора A / D, Большинство изготовителей коммутаторов A / D предлагают соединить концы AGND и DGND с заземлением с одним и тем же низким сопротивлением с помощью кратчайших направляющих проводов (Примечание: Поскольку большинство чипов преобразователей A / D не соединяют аналоговое заземление с цифровым заземлением, аналоговое и цифровое приземление должно быть подсоединено через внешние кавычки). Любые внешние импеданцы, связанные с DGND, будут проходить через паразитную емкость. больше цифровых шумов, связанных с внутренней аналоговой схемой IC. В соответствии с этим предложением необходимо подключить к аналоговым землям пятки AGND и DGND коммутаторов A / D, однако такой подход может привести к таким проблемам, как соединение заземленных зажимов конденсаторов с цифровыми сигналами на аналоговую или цифровую землю.

если в системе имеется только один преобразователь A / D, то эту проблему легко решить. разделение заземления и соединение аналогового заземления с цифровым заземлением под преобразователем A / D. при таком подходе необходимо обеспечить, чтобы ширина моста, соединяющего два заземления, была одинаковой с шириной IC и чтобы ни одна линия сигнализации не могла пересекать зазор.

например, если в системе имеется много преобразователей A / D, как подключиться к 10 преобразователям A / D? Если связь между аналоговыми и цифровыми аналоговыми преобразователями A / D будет сочетаться, то будет возникать многоточечное соединение, а изоляция между аналоговыми и цифровыми местами будет бессмысленной. Если соединение не происходит таким образом, нарушается требование производителя. если у вас есть вопросы относительно равномерного заземления, предусмотренного гибридным сигналом печатная плата, можно использовать метод стратиграфического разделения для размещения и монтажа всей платы. при проектировании обратите внимание на то, что в последующих опытах сделать схемную панель удобной в использовании. расстояние составляет менее 1 / 2 дюйма. перемычка проводов или 0 омических резисторов будет соединена отдельно. обратите внимание на раздел и проводки для обеспечения того, чтобы на всех уровнях над аналоговыми частями не было цифровых сигналов, а над цифровыми частями не было аналоговых линий. Кроме того, ни одна сигнальная линия не может пересекать заземленный зазор или разрыв между раздельным питанием. для испытания функций платы и характеристик EMC, пожалуйста, соедините две заземленные провода через 0 омических резисторов или пересоединённые провода, а затем пересмотрите функции платы и характеристики EMC. Результаты сравнительного анализа показали, что практически во всех случаях единое решение лучше, чем решение о разделении функций и характеристик EMC.

способ раздела земли все еще полезен?

Этот метод может применяться в трех случаях: в некоторых медицинских оборудованиях требуется относительно низкий ток утечки между цепями и системами, связывающими пациента; выход некоторых технических средств управления процессами может быть связан с высокошумными и мощными электромеханическими системами. оборудование другая ситуация связана с конкретными ограничениями на планировку печатная плата.

на смешанном сигнале обычно есть автономное цифровое и аналоговое питание панель печатная плата, and split power planes can and should be used. Однако, the signal lines close to the power supply layer cannot cross the gap between the power supplies, Все линии сигнализации, пересекающие зазор, должны располагаться на уровне цепи вблизи заземления большой площади. In some cases, аналоговый источник питания печатная плата соединительная линия вместо одной поверхности может избежать проблемы разделения поверхности питания.