Para la conexión a tierra de la disposición de PCB de varios circuitos ADC, ¿por qué es importante la "conexión de punto único"?

La razón es simplemente que estamos tratando de hacer un 'foso' con un solo puente a través de él. Con dos cortes en el plano, las corrientes de retorno analógicas de cada dispositivo can se pueden mezclar entre sí, introduciendo ruido de un conjunto de entradas ADC al otro. Además, hemos proporcionado una ruta circular para que los retornos digitales vayan alrededor del lado analógico de los ADC.

El ruido digital de ADC2 podría tomar una ruta detrás de él, al igual que el ruido digital de ADC1. Coloque un pequeño trazado curvo alrededor del lado analógico de ADC2 de los dos cortes; aquí es donde algunos el ruido digital podría fluir.

En realidad, tuve que arreglar una tabla que hizo precisamente esto, y las fallas fueron sutiles e indujeron una gran cantidad de tirones de pelo.

Para evitar el problema, haga lo siguiente (funciona para un análogo relativamente lento, el análogo rápido tiene diferentes requisitos de segregación - Nota 2):

1. No enrutar la potencia digital en la misma área (en cualquier capa) en la misma área que las señales analógicas sensibles. He encontrado que tal poder tiende a re-irradiarse desde otros planos. Nota 1.

2. Asegúrese de que la fuente de alimentación principal esté en el lado digital de la placa. Esto garantiza que todas las rutas de retorno se alejen del lado analógico.

3. No tome pistas de alta velocidad en la misma área que los circuitos analógicos (en cualquier capa)

4. Organice los ADC / DAC o lo que sea que haya un solo espacio en los planos de retorno. Si tiene señales analógicas de diferente velocidad, coloque las más rápidas más cerca del espacio.

5. Si está conduciendo el circuito analógico con un regulador separado, coloque el regulador tal que se extienda a la división en el plano con la salida y la retroalimentación (si se usa) en el lado analógico. Si usa una ferrita (una práctica muy común), entonces se aplica la misma regla de colocación.

6. Separe la potencia a través de una ferrita o un regulador.

Nota 1. Esto se debe principalmente a las limitaciones de las herramientas de diseño. Si pudiera hacer que la herramienta conecte una vía solo a capas específicas, lo haría, pero esto es muy difícil con la mayoría de los conjuntos de herramientas existentes.

Nota 2. Use un área con foso separada (cada una con su propio suelo local y ferrita / regulador) para cada sección con señales analógicas de alta velocidad. Consulte esta excelente guía para obtener más información.

[Actualización] Se agregó una nota en la antena de ranura

Los dos cortes en el plano pueden producir una antena de ranura , donde a se puede acumular una gran cantidad de ruido digital, dependiendo del contenido de frecuencia y los tamaños y distancias de apertura.

HTH

Esto muestra una posible forma en que esto puede causar problemas ...

Aquí, la mayor parte de la corriente de retorno digital va en el lado digital, pero parte de ella puede pasar por el lado analógico como se muestra en la flecha superior; especialmente a bajas frecuencias.

Si los reguladores se colocan de manera que la línea recta de ellos a los ADC no cruce nada, es probable que no importe si hay un corte en el plano o no.

Una conexión a tierra de un solo punto evita que las corrientes digitales producidas por los chips ADC se conecten a tierra analógica y generen un ruido que puede interrumpir una cadena de señales analógicas.

Si tiene 2 ADC (o más), existe la preocupación de que una corriente digital pueda fluir a través de la parte analógica del plano de tierra y volver al plano digital a través de la otra "conexión de punto único". Algunas personas usarán perlas de ferrita en serie con las múltiples conexiones de un solo punto, pero no creo que sea necesario. Cuando tiene planos de tierra (digitales o no), las corrientes de retorno tienden a fluir en la parte del plano de tierra que está directamente debajo del plano de potencia (o la pista), por lo que, siempre que el plano de potencia digital (o la pista) no se extienda En la sección analógica de la placa, las corrientes de retorno digital no lo harán, incluso si tiene varias conexiones.

Por lo tanto, mi consejo es que evite que las líneas de suministro de energía entren en la parte analógica de la placa de circuitos o que limpien esas líneas con perlas / filtros de ferrita para evitar que las corrientes "calientes" digitales fluyan a través de cualquier conexión de energía que pueda enrutarse hacia el analógico. sección.

La verdad es que depende de las frecuencias que te interesen.

Para los sistemas de baja frecuencia y especialmente para los sistemas que requieren una precisión de rendimiento de CC, la "impedancia compartida" es el enemigo principal. Por lo tanto, desea que las conexiones analógicas y digitales se encuentren en un solo punto con dispositivos de señal mixta ubicados lo más cerca posible de ese punto.

Por otro lado, para los sistemas de alta frecuencia, las corrientes de retorno seguirán naturalmente las corrientes salientes. El enemigo principal es cualquier cosa que evite que eso suceda, por lo que cualquier señal que pase (explícitamente en una pista o implícitamente dentro de un chip) sobre una ranura es mala ya que causará emisiones magnéticas y será difícil predecir las rutas de retorno. Si no te importa la precisión de CC, un plano de tierra firme es a menudo la mejor opción.

Si necesita ambos, entonces desea un solo punto para las conexiones a tierra de CC, pero luego desvíe los condensadores entre los planos de tierra analógicos y digitales para permitir un camino de retorno directo para las señales de alta frecuencia.

También repito el comentario de otra persona que responde que las notas a menudo están llenas de basura.