¿Por qué exactamente se desalienta a abrir el plano de tierra?

Las corrientes de retorno de alta frecuencia quieren seguir las corrientes externas debido a la inductancia.

Si obliga a las corrientes de retorno a tomar un camino diferente, entonces suceden un par de cosas malas.

1. Crea un bucle que puede recibir y transmitir interferencias magnéticas.
2. Introduces una inductancia adicional en la ruta de la señal que puede reducir la integridad de la señal.

Tenga en cuenta que las señales digitales con bordes rápidos pueden producir picos fuertes de alta frecuencia, incluso si la velocidad de conmutación es baja.

Tenga en cuenta también que la ruta de salida no siempre implica solo pistas, puede estar dentro de un componente. Incluso si un componente tiene clavijas analógicas y digitales separadas, y pines a tierra, es probable que haya algunas señales cruzando el límite dentro del chip.

OTOH a bajas frecuencias las corrientes toman caminos determinados primordialmente por la resistencia. Por lo tanto, la división de planos puede ser una técnica útil para influir en la trayectoria que toman las corrientes de retorno y evitar la impedancia compartida.

Si tiene exactamente un lugar donde las señales cruzan el límite de la señal mixta, entonces la división del plano tiene mucho sentido, obliga a las corrientes de retorno analógicas a permanecer en el lado analógico y las corrientes de retorno digital a permanecer en el lado digital.

Si tiene varios lugares donde las señales deben cruzar el límite de la señal mixta (es decir, múltiples ADC, múltiples chips de conmutadores analógicos, etc.), los beneficios de la división se vuelven mucho más cuestionables. Cada chip de señal mixta necesita una conexión entre los dos planos, pero una vez que coloca varias conexiones entre los planos, pierde muchos de los beneficios de dividirlos en primer lugar.

El razonamiento es muy similar a la tendencia a alejarse de terrenos divididos para digital & término análogo. Todo se trata de retorno actual

En realidad, ha habido una tendencia a alejarse de los planos de terreno dividido y, en cambio, concentrarse en la separación de ubicación Y la consideración para la ruta de retorno actual

• No divida el plano de tierra, use un plano sólido debajo de ambos Secciones analógicas y digitales del tablero.
• Usa un área grande planos para trayectos de retorno de corriente de baja impedancia
• Mantener más del 75% de la junta área para el plano de tierra
• Planos de potencia analógicos y digitales separados
• Utilice planos de tierra sólida junto a los planos de potencia
• Localiza todos los análogos Componentes y líneas sobre el plano de potencia analógico y todo digital. componentes y líneas sobre el plano de poder digital
• No enrutar trazas sobre la división en los planos de potencia, a menos que si hay trazas que deben repasar la división del plano de potencia debe estar en capas adyacentes al sólido plano de tierra
• Piensa en dónde y cómo las corrientes de retorno del suelo en realidad están fluyendo
• Particione su PCB con analógico separado y secciones digitales
• Coloque los componentes correctamente

Lista de comprobación de diseño de señal mixta

• Particione su PCB con secciones analógicas y digitales separadas.
• Coloque los componentes correctamente.
• Extiende la partición con los convertidores A / D.
• No divida el plano de tierra. Use un plano sólido debajo de las secciones analógicas y digitales del tablero.
• Enrutar señales digitales solo en la sección digital del tablero. Esto se aplica a todas las capas.
• Enrutar señales analógicas solo en la sección analógica de la placa. Esto se aplica a todas las capas.
• Planos de potencia analógicos y digitales separados.
• No enrutar trazas sobre la división en los planos de poder.
• Las trazas que deben ir sobre la división del plano de potencia deben estar en capas adyacentes al plano de tierra sólida.
• Piense en dónde y cómo fluyen realmente las corrientes de retorno a tierra.
• Usa la disciplina de enrutamiento.

Recuerde que la clave para un diseño de PCB exitoso es la partición y el uso de la disciplina de enrutamiento, no el aislamiento de los planos de tierra. Casi siempre es mejor tener un solo plano de referencia (tierra) para su sistema.

(pegado desde los siguientes enlaces para archivar)

www.e2v.com/content/uploads/2014/09/Board-Layout .pdf

enlace

La prioridad # 1 es colocar las cosas en el lugar correcto en tu tablero.

Por ejemplo, si tiene el conector de entrada de alimentación a la izquierda, el controlador del motor y sus conectores de salida a la derecha y los bits analógicos sensibles en el medio, tiene un mal comienzo.

Mejor coloque el conector de alimentación justo al lado de las salidas de alta corriente, lo que hace que las corrientes altas fluyan naturalmente de una manera que facilita su trabajo.

También la mejor IMO es usar planos divididos (AGND, DGND), luego colocar todos los componentes en el plano correspondiente y luego, al final ... eliminar la división y convertirla en un plano de tierra firme. Esto te obliga a hacer una buena colocación.

Para el resto, este la pregunta es más o menos la misma, te aconsejo que leas las respuestas.

Este es un tema difícil a menudo con información contradictoria. Un ejemplo común donde esto ocurre es cuando se distribuye el cobre para convertidores analógico a digital. A menudo, las hojas de datos especifican mantener el retorno a tierra analógico separado de la parte digital y solo unirlas en un punto. Las hojas de datos a menudo especifican que la precisión especificada solo se puede lograr cuando el chip está conectado a tierra de esta manera.

Si toda la placa fuera un chip AtoD, entonces esto sería fácil, pero cuando empieces a mezclar DtoA, amplificadores operacionales, comparadores y circuitos digitales, esto rápidamente se vuelve poco práctico.

No repetiré lo que otros han dicho sobre las buenas prácticas de diseño. Al igual que las resistencias en paralelo, la corriente fluirá en el camino de menor resistencia. En alta frecuencia, la inductancia de los tableros puede contribuir a una reactancia significativa. La ruta de menor reactancia para la corriente de retorno estaría justo debajo de la señal de rastreo en el plano de tierra.

Cuando hay huecos en el plano de tierra, la corriente de retorno debe tomar un camino más largo hacia la fuente, lo que resulta en un bucle más grande y una inductancia más alta.

Para obtener información más detallada sobre este tema, recomendaría Ingeniería de Compatibilidad Electromagnética por Henry W. Ott. Es la biblia en EMC.