PCB Teknik - Neden pcb dijital toprak ve analog toprak bölüşüyor?

1 Neden dijital toprak ve analog toprak bölüyor?

Çünkü aralarında bağlı olsalar bile, mesafe uzun, fark farklıdır. Aynı kablo üzerindeki farklı noktalardaki voltaj farklı olabilir, özellikle şu an büyük olduğunda. Telin direniyeti yüzünden, akışın akışlarında bir voltaj düşüşürür. Ayrıca, kablo dağıtıldı ve dağıtılmış induktans etkisi AC sinyali altında gösterilecek. Dijital toprak ve analog toprak bölmek zorundayız, çünkü dijital sinyallerin yüksek frekans sesi çok büyük, analog toprak ve dijital toprak karıştırılırsa, sesi analog parçaya yayılacak ve araştırmalarına sebep olacak. Yer ayrılırsa, yüksek frekans sesi enerji temsilinde filtr ederek izole edilebilir. Ama iki sebep karıştırılırsa, filtrelemek kolay değil. Bu yüzden PCB'nin dijital yere ve analog yere bölmesi gerekiyor.

2 Dijital toprak ve analog toprak nasıl tasarlamayı

Tasarlamadan önce, elektromagnet uyumluluğunun (EMC) iki temel prensipini anlamalıyız: İlk prensip şu anki dönüşün bölgesini azaltmak. İkinci prensip, sistemin sadece bir referans yüzeyini kullanır. Bunun tersine, sistemin iki referans uça ğı varsa, dipol anteni oluşturmak mümkün olabilir (Not: küçük dipol anteninin radyasyon boyutu çizginin uzunluğuna, akışının ve frekansların miktarıyla proporsyonudur). Eğer sinyal mümkün olduğunca geçemezse, küçük bir dönüşün dönüşü büyük bir dönüş anteni oluşturabilir (Nota: küçük bir dönüş anteninin radyasyon boyutu dönüş alanına, dönüş alanına, ve frekans karesine eşittir). Bu iki durumdan tasarımda mümkün olduğunca kaçın.

Dijital toprak ve analog toprak karışık sinyal devre tahtasında ayrılmasını öneriliyor, böylece dijital toprak ve analog toprak arasındaki izolasyon ulaşabilir. Bu yöntem olabilir olsa da, özellikle karmaşık büyük ölçek sistemlerinde çok fazla potansiyel sorun var. En kritik sorun şu ki, bölüm boşluğu boyunca yola çıkamaz. Bölüm boşluğu yönlendirildiğinde elektromagnetik radyasyon ve sinyal kısıtlı konuşma kesinlikle arttırılacak. PCB tasarımının en yaygın problemi, sinyal çizgisinin bölünen yere veya elektrik tasarımına geçmesi ve EMI sorunlarını oluşturur.

Yukarıdaki bölüm yöntemini kullanıyoruz ve sinyal çizgisi iki alan arasındaki boşluğu geçiyor. Sinyal akışının geri dönüş yolu nedir? Bu durumda, bölünen iki sebep bir yerde birlikte bağlanmıştır (genellikle belli bir yerde tek nokta bağlantısı), bu durumda, toprak akışı büyük bir döngü oluşturacaktır. Büyük dönüşten akışan yüksek frekans akışı radyasyon ve yüksek toprak indukatörü oluşturur. Eğer düşük seviye analog akışı büyük döngü üzerinden geçerse, akışı dış sinyaller tarafından kolay araştırılır. En kötüsü şu ki, bölünen yerler enerji temsilinde birlikte bağlanıldığında çok büyük bir döngü oluşturulacak. Ayrıca, analog toprak ve dijital toprak dipol anteni oluşturmak için uzun bir kablo tarafından bağlanıyor.

Karışık yere dönüş yolunu ve yöntemini anlamak karışık sinyal devre tablosu tasarımı iyileştirmek için anahtar. Çoğu tasarım mühendisleri sadece sinyal akışının nerede olduğunu düşünüyor ve şu ankinin özel yolunu görmezden geliyor. Yer katı bölünmesi gerekirse ve bölümler arasındaki boşluk aracılığıyla yönlendirilmesi gerekirse, iki alan arasındaki bir bağlantı köprüsü oluşturmak için bölünen yerler arasında bir tek nokta bağlantı oluşturabilir ve sonra bağlantı köprüsü aracılığıyla yürüyebilir. Bu şekilde, her sinyal çizgisinin altında direk bir dönüş yolu verilebilir, böylece dönüş alanı küçük.

Optik izolasyon aygıtlarının ya da transformatörlerin kullanımı bölümleme boşluğunun arasında sinyali de ulaşabilir. Önceliklere göre, bölüm boşluğundan geçen optik sinyal; bir transformatör olayında, bölüm boşluğunu kesen magnetik alan. Başka bir uygulanabilir yöntem farklı sinyaller kullanmak: sinyal bir çizginden akışır ve başka bir sinyal çizginden döner. Bu durumda yere dönüş yolu olarak ihtiyacı yok.

Analog sinyallerine dijital sinyallerin araştırmasını derin keşfetmek için, önce yüksek frekans akışların özelliklerini anlamalıyız. Yüksek frekans akışları için, her zaman en azından impedans (en düşük induktans) ile yolu seçin ve sinyal altında doğrudan, bu yüzden dönüş akışı yakın devre katından akışacak, yakın katının enerji katı ya da toprak katı olup olmadığına rağmen. Aslında, genellikle birleşmiş bir toprak kullanmak ve PCB'yi analog bir parçaya ve dijital bir parçaya bölmek üzere katılıyor. Analog sinyali devre tahtasının analog alanında yönlendirildi ve dijital sinyali dijital devre alanında yönlendirildi. Bu durumda, dijital sinyal dönüş akışı analog sinyal topraklarına girmeyecek.

Dijital sinyal devre tahtasının analog parçasına ya da analog sinyali devre tahtasının dijital parçasına bağlanıldığında, analog sinyaline dijital sinyalin araştırması gösterilir. Böyle bir sorun yaşamıyor çünkü bölünmüş yer yok, gerçek sebep dijital sinyalinin düzgün yönlendirmesi. PCB tasarımı, dijital devre ve analog devre bölümünden ve uygun sinyal bölümünden birleştirir, genelde biraz daha zor düzenleme ve düzenleme sorunlarını çözebilir ve aynı zamanda yeryüzü bölümünden sebep olan potansiyel sorunları bulamaz. Bu durumda, komponentlerin düzenlemesi ve bölümlemesi tasarımın profesyonlarını ve konslarını belirlemek için anahtar olur. Eğer dizim mantıklı olursa, dijital toprak akışı devre tahtasının dijital parçasına sınırlı olacak ve analog sinyaline karışmayacak. Böyle sürücüler, düzenleme kurallarının %100 uygulamasını sağlamak için dikkatli kontrol edilmeli ve doğrulamalı. Yoksa, sinyal çizgisinin yanlış yönlendirmesi tamamen iyi bir devre tahtasını yok edecek.

A/D dönüştürücüsünün analog toprak ve dijital toprak parçalarını birleştirdiğinde, A/D dönüştürücü üreticilerinin çoğu öneriyor: AGND ve DGND parçalarını en kısa iptal aracıyla aynı düşük impedans toprakına bağlayın (Not: Çünkü çoğu A/D dönüştürücü çipleri analog toprak ve dijital toprak birlikte bağlanmıyor, analog ve dijital toprak dışarıdaki çiple ) DGND ile bağlantılı dışarıdaki impedans parazit kapasitesi geçecek. Daha çok dijital gürültü IC'nin içindeki analog devrelere bağlanır. Bu tavsiyeye göre, A/D dönüştürücüsünün AGND ve DGND pinlerini analog yere bağlamak gerekiyor, fakat bu yöntem, dijital sinyal ayırma kapasitesinin yerel terminal analog yere ya da dijital yere bağlanması gerektiğini gösteriyor.

Sistemin sadece bir A/D dönüştürücüsü varsa, yukarıdaki sorunlar kolayca çözebilir. Yeri ayırın ve analog toprak ve dijital toprak A/D dönüştürücü altında birlikte bağlayın. Bu yöntemi kabul ettiğinde, iki alan arasındaki bağlantı köprüsün genişliğinin IC genişliği ile aynı olduğunu sağlamak gerekiyor ve hiçbir sinyal çizgi bölüm boşluğunu geçemez.

Sistemde bir sürü A/D dönüştürücü varsa, mesela 10 A/D dönüştürücü nasıl bağlanılacak? Eğer analog toprak ve dijital toprak her A/D dönüştürücü altında birlikte bağlanırsa, çoklu nokta bağlantısı oluşturulmuş ve analog toprak ve dijital toprak arasındaki izolasyon anlamsız. Eğer bu şekilde bağlanmazsanız, üreticinin ihtiyaçlarını ihlal ediyor. Eğer karışık sinyal PCB tasarımının üniformal temel alanına şüphe ediyorsanız, tüm devre tahtasını düzenlemek ve yönlendirmek için yeryüzü katı bölüm yöntemini kullanabilirsiniz. Tasarımlandığında, devre tahtasını daha sonra deneylerde kullanmak kolaylaştırmaya dikkat et. Uzay 1/2 inç daha az. Atlayıcı kabloları ya da 0 ohm dirençleri ayrı olarak birlikte bağlanılacak. Bölümlere ve düzenlemeye dikkat et, tüm katlarda analog parçasının üstünde dijital sinyal çizgileri bulunmayacağından emin olun ve dijital parçasının üstünde analog sinyal çizgileri bulunmayacağından emin olun. Ayrıca, herhangi bir sinyal çizgi toprak boşluğunu ya da bölünmüş güç malzemeleri arasındaki boşluğu geçemez. Dönüş tahtasının fonksiyonu ve EMC performansını test etmek için, iki temel 0 ohm direktörü veya atlayıcı kablo ile birlikte bağlayın ve devre tahtasının fonksiyonunu ve EMC performansını yeniden denemek için. Test sonuçlarını karşılaştırarak, neredeyse tüm davalarda, birleşmiş çözüm fonksiyonun ve EMC performansına göre bölünen çözümün üstündür.

Yeri bölmek yöntemi hala faydalı mı?

Bu metod, bu üç durumda kullanılabilir: bazı tıbbi ekipmanlar devreler ve hasta ile bağlı sistemler arasında düşük sızdırma akışını gerekiyor; Bazı endüstriyel süreç kontrol ekipmanlarının çıkışı gürültü ve yüksek güç elektromekanik sistemine bağlanılabilir. Equipment; Başka bir durum, PCB düzeni özel sınırlara uyguladığında.

Genelde karışık sinyal PCB tahtalarında bağımsız dijital ve analog güç malzemeleri var ve bölünebilir güç uçakları kullanılabilir ve kullanılmalı. Fakat elektrik teslimatının yakınlarındaki sinyal çizgiler enerji temsilleri arasındaki boşluğu geçemez ve boşluğu kesen tüm sinyal çizgileri büyük alanın yakınlarındaki devre katında bulunmalıdır. Bazı durumlarda, bir yüzeyin yerine PCB bağlantı satırıyla analog güç teslimatını tasarlamak güç yüzeyi bölmenin sorunundan kaçırabilir.