¿Cómo conectar cuatro planos de tierra diferentes en la misma PCB?

Navega tus respuestas
1

Estoy trabajando en un proyecto que utiliza el LTC4020 multi -Cargador de baterías de Química de Linear Technology. El diseño incluye un microcontrolador (NXP KL25Z) para proporcionar salidas adicionales y capacidades de comunicación.

El LTC4020 debe estar conectado a SGND (tierra de señal) y PGND (tierra de potencia), ambos planos deben estar conectados en un solo punto para seguir la filosofía de estrella de tierra. En el circuito de demostración de este DC2044A La conexión se realiza directamente debajo del IC, como se muestra en la imagen a continuación, así que intenté seguir este enfoque en mi PCB.

Elmicrocontroladortienepinesseparadosparaanalógicoydigital(AGNDyDGND),porloquetenemosuntotaldecuatromotivoseneldiseño(SGND,PGND,AGNDyDGND).CreoquepodemostrataraSGNDyAGNDdelamismamanera,peronoestoysegurodequéhacerconlosmotivosrestantes.

Enel artículo "Manteniéndose bien conectado" de Analog Devices , el autor sugiere que la conexión a tierra analógica debe usarse como la ruta de retorno para los circuitos analógicos y digitales en dispositivos de señal mixta, siempre que las corrientes de retorno de la sección digital no sean demasiado altas. Desafortunadamente, no creo que este sea el caso con el microcontrolador.

Por un lado, no me gustaría usar el plano AGND / SGND como la ruta de retorno para el circuito digital del microcontrolador porque los transitorios de conmutación rápida pueden inyectar algo de ruido en la sección analógica, pero por otro lado usando Tres planos de tierra diferentes podrían no ser una buena idea.

¿El uso de tres planos de terreno diferentes es el mejor enfoque en esta aplicación?

¿Cuál es la mejor estrategia para conectar estos tres planos de tierra?

Gracias de antemano.

    
pregunta OSebastian

1 respuesta

0

Supongamos que necesita 1 milivoltios de ruido para el cargador de batería. Supongamos que las tasas de borde del microcontrolador causan movimiento de energía de 1GigHertz, Supongamos que la inductancia del camino de retorno es de 10 nanoHenrios (aproximadamente 1 cm de cable o 10 cm de plano GND). Supongamos que el microcontrolador tiene transiciones de 5 voltios, en cargas de 10pF.

¿Cuánto ruido?

5 voltios a 1 GHz a 10 pF ===?

Z (10pF a 1GHz) == -j15.9 ohms. Llámelo 16 ohms, en nuestra precisión de simulación.

La corriente en el 10pF (esa corriente que necesita una ruta de retorno) es de 5 voltios / 16 ohmios, o 300 miliAmps (pico, pico pico, RMS, ignoraremos eso).

¿Qué caída de voltaje en la ruta de retorno (la ruta GND)?

Z (10nH a 1GHz) == + j63 ohms. Llámalo 63 ohms.

¿Qué caída de voltaje? V = I * R = I * Z = 0.3 amps * 63 ohms = 18.9 voltios.

Pero solo tenemos 5 voltios. Por lo tanto, este circuito debe modelarse con la Z (inductor) que limita la corriente, no solo la capacidad de limitación de la capacitancia.

¿Qué aprendemos? Este es un problema muy ruidoso, según las suposiciones que le he dado.

    
respondido por el analogsystemsrf

Lea otras preguntas en las etiquetas

Número de bits por columna en DRAM Tendencia extraña para la impedancia de electrodos de oro de ECG en DC