¿Cómo debo conectar AGND y DGND?

La combinación de bases digitales y analógicas es un tema bastante polémico y podría desencadenar un debate / argumento. Mucho depende de si su fondo es analógico, digital, RF, etc. Aquí hay algunos comentarios basados en mi experiencia y conocimiento, que probablemente difieran de otros pueblos (soy en su mayoría señal digital / mixta)

Realmente depende de qué tipo de frecuencias está ejecutando (E / S digital y señales analógicas). Cualquier trabajo en combinación / terreno separado será un trabajo comprometido: cuanto más altas sean las frecuencias a las que está operando, menos podrá tolerar la inductancia en sus trayectorias de retorno a tierra, y el timbre más relevante será (una PCB que oscila a 5 GHz es irrelevante si mide señales a 100Khz). Su principal objetivo al separar los suelos es mantener los bucles de corriente de retorno ruidosos lejos de los sensibles. Puedes hacer estas de varias maneras:

Star Ground

Un enfoque bastante común, pero bastante drástico es mantener todas las bases digitales / analógicas separadas por el mayor tiempo posible y conectarlas juntas en un solo punto. En su PCB de ejemplo, realizaría un seguimiento en tierra digital por separado y se uniría a la fuente de alimentación más probable (conector de alimentación o regulador). El problema con esto es cuando su digital necesita interactuar con su analógico, la ruta de retorno para esa corriente es la mitad de la tabla y viceversa. Si es ruidoso, deshace una gran parte del trabajo en la separación de bucles y crea un área de bucle para transmitir EMI en todo el tablero. También agrega inductancia a la ruta de retorno a tierra, lo que puede hacer que suene la placa.

Fencing

Para un acercamiento más cauteloso y equilibrado al primero, tiene un plano de tierra sólido, pero intente cercar los caminos de retorno ruidosos con cortes (hacer formas en U sin cobre) para forzar (pero no forzar) las corrientes de retorno a tomar un camino específico (lejos de bucles de tierra sensibles). Todavía está aumentando la inductancia del recorrido del terreno, pero mucho menos que con un terreno estelar.

Plano sólido

Aceptas que cualquier sacrificio del plano de tierra agrega inductancia, lo cual es inaceptable. Un plano de tierra sólida sirve a todas las conexiones a tierra, con una inductancia mínima. Si estás haciendo algo de RF, esta es prácticamente la ruta que debes tomar. La separación física por distancia es lo único que puede usar para reducir el acoplamiento de ruido.

Una palabra sobre el filtrado

A veces a las personas les gusta poner un cordón de ferrita en conexión con diferentes planos de tierra juntos. A menos que esté diseñando circuitos de CC, esto rara vez es efectivo: es más probable que agregue una inductancia masiva y una desviación de CC a su plano de tierra, y probablemente esté sonando.

Puentes A / D

A veces, tienes buenos circuitos en los que lo analógico y lo digital se separan muy fácilmente, excepto en A / D o D / A. En este caso, puede tener dos planos con una línea de separación que se ejecuta debajo del IC A / D. Este es un caso ideal, donde tiene una buena separación y no hay corrientes de retorno que crucen los planos de tierra (excepto dentro del IC donde está muy controlado).

NOTA: esta publicación podría hacer con algunas fotos, echaré un vistazo y las agregaré un poco más tarde.

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

En mi experiencia, lo que funcionó mejor es conectar planos de tierra separados por un inductor. Incluso si el diseño no proporciona una fuente de alimentación solo para señales analógicas, también inserte un inductor en la alimentación.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Este tipo de disposición me ha ayudado a mejorar el rechazo del ruido generado por los circuitos digitales.

De todos modos, creo que el diseño óptimo depende en gran medida de la aplicación.

Creo que tienes razón, pero con algunas consideraciones adicionales. En mi experiencia, es (casi) siempre mejor tener un plano de tierra único tanto para digital como para analógico, pero tenga MUCHO cuidado con la ubicación de los componentes. Mantenga lo digital y lo analógico bien separados y siempre considere las rutas de retorno a la fuente de alimentación. Recuerde que incluso con un plano de tierra sólido, la trayectoria de retorno a través del plano de tierra seguirá la trayectoria de la señal lo más cerca posible, es decir, seguirá la traza de la señal, pero en el plano de tierra. Lo que debe evitar es la ruta de retorno de los ruidosos circuitos digitales que cruzan la ruta de retorno del circuito analógico. Si esto sucede, la conexión a tierra de su circuito analógico será ruidosa y sin una tierra tranquila como referencia, su circuito analógico sufrirá.

Intente colocar su fuente de alimentación / suministros en una posición tal en la PCB que las rutas de retorno no se crucen. Si esto es imposible, entonces considere establecer un retorno a tierra explícito en otra capa (emulando la topología "en estrella" descrita por RocketMagnet) pero tenga cuidado con las señales que se cruzan entre el analógico y el amp; Secciones digitales como RocketMagnet explicó. Se puede usar un mecanismo similar cuando casi todos los PCB son digitales y solo se requiere un área de tierra analógica muy pequeña (o viceversa). En este caso, consideraría tener una conexión a tierra digital y usar un relleno de coper en otra capa para la conexión a tierra analógica (suponiendo que tenga suficientes capas). Considere cómo las capas se apilan y coloque el relleno de cobre en la capa más cercana a su circuito analógico. La forma en que se una al terreno dependerá de la cantidad de señales que se crucen entre los dominios analógico y digital y su velocidad, pero generalmente trate de unirlas en el punto donde las señales cruzan los dominios al tiempo que consideran las rutas de retorno a la PSU.

Use un montón de desacoplamiento (mezcla de valores). Por cierto, las grandes áreas de cobre que se muestran en la PCB de arriba harán muy poco (excepto que actúan como un disipador de calor) porque no parece haber ninguna posibilidad para permitir que las señales de retorno crucen los espacios en otra capa. (¡Tenga cuidado de que el software de PCB no elimine las vías "redundantes"!)