Para ADC múltiples circuitos PCB diseño puesta a tierra, ¿por qué es "punto tierra" importante?

Question

Estoy leyendo este artículo de Maxim en señal mezclada de los circuitos de puesta a tierra: https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5450

Todo tiene sentido para mí hasta que he leído la "puesta a Tierra Reto de Múltiples Señales Mixtas ICs". Se muestra el siguiente diagrama para indicar que el plano de corte de la técnica no se ajusta a las múltiples señales mixtas ICs.

Ellos piensan que la división de plano de tierra en el plano analógico y digital avión es malo para múltiples señales mixtas ICs. La razón por la que dio es que no hay un único punto de la tierra.

¿Por qué es el único punto de tierra importante en este caso?

Answer 1

La razón es, simplemente, que estamos tratando de hacer un 'foso' con un solo puente a través de ella. Con dos cortes en el plano, el análogo de las devoluciones de las corrientes de cada dispositivo puede conseguir mezclado juntos, la introducción de ruido a través de una de las entradas del ADC a la otra. Además, hemos proporcionado una ruta circular por el digital vuelve a ir alrededor de la analógica lado de la Adc.

El ruido Digital de ADC2 podría tomar un camino detrás de ella, como podría ruido digital de ADC1. Poner un poco de curva traza alrededor de la analógica lado de ADC2 de los dos cortes; aquí es donde algunos de ruido digital podría flujo.

De hecho he tenido que arreglar una junta que se hizo precisamente esto, y los fallos fueron sutiles e inducida por una gran cantidad de tirones de cabello.

Para evitar el problema, realice lo siguiente (funciona relativamente más lento análogo rápido análogo tienen diferentes segregación requisitos - Nota 2):

1. No la ruta de potencia digital en la misma zona (en cualquier nivel) en la misma zona que las sensibles las señales analógicas. He encontrado que el poder tiende a re-irradiar desde otros planos. Nota 1.

2. Asegúrese de que la fuente de energía primaria es en el lado digital de la junta. Esto asegura que todas las devoluciones rutas de alejarse de la analógica lado.

3. No tomar de alta velocidad de las pistas en la misma zona que el circuito analógico (en cualquier nivel)

4. Organizar el Adc / Dac o lo que sea que hay una sola brecha en la devolución de los aviones. Si usted tiene diferentes velocidad de las señales analógicas, poner los más rápidos, más cercano a la brecha.

5. Si usted está conduciendo el circuito analógico con un regulador independiente, ponga el regulador de tal, que se extiende por la división en el plano con la salida y retroalimentación (si se utiliza) en el análogo de lado. Si se utiliza una ferrita (una práctica muy común), entonces la misma colocación de la regla se aplica.

6. Separa el poder, ya sea a través de una ferrita o regulador.

Nota 1. Esto es principalmente debido a las limitaciones de las herramientas de diseño. Si yo pudiera hacer que la herramienta adjuntar una vía solamente para determinadas capas, que me gustaría, pero esto es muy difícil con la mayoría de los conjuntos de herramientas.

Nota 2. Aparte rodeado de agua de la zona (cada uno con su propio local en planta y ferrita / regulador) para cada sección con alta velocidad de las señales analógicas. Ver esta excelente guía para más detalles.

[Actualización] se ha Añadido una nota en la antena de ranura

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

HTH

Answer 2

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

Aquí la mayoría de la digital corriente de retorno va en el lado digital, pero algunos de ellos pueden ir alrededor a través de la analógica lado como se muestra en la parte superior de la flecha; especialmente a bajas frecuencias.

Si los reguladores están ubicadas de tal forma que la línea recta de la ADCs, no cruza nada, entonces es probable que no importa si hay un corte en el plano o no.

Answer 3

Un punto único de tierra impide digital, las corrientes producidas por un ADC chips de llegar a analógicas tierra y la creación de ruido que pueda perturbar la señal analógica de la cadena.

Si usted tiene 2 ADCs (o más), entonces existe una preocupación de que una digital de la circulación de la corriente a través de la parte analógica del plano del suelo y la ronda de vuelta a la digital avión a través de los otros "único punto de conexión". Alguna gente va a utilizar las cuentas de ferrita en serie con el múltiple de un solo punto de las conexiones, pero, creo que no es necesario. Cuando tenga la tierra de los aviones (digital o no), el retorno de las corrientes tienden a fluir en la parte del plano de la tierra que está directamente debajo del plano de alimentación (o pista) para, proporcionando la potencia digital plano (o pista) no se extiende a través de la sección analógica de la junta directiva digital de corrientes de retorno no, incluso si usted tiene múltiples conexiones.

Por lo tanto, mi consejo es evitar las líneas de alimentación de entrar a la parte analógica de la placa de circuito o bien hacer esas líneas limpias con las cuentas de ferrita/filtros para evitar digital "hot" de las corrientes que fluyen a través de cualquiera de las conexiones de alimentación que puede ser dirigido hacia el análogo de la sección.

Answer 4

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

Para la baja frecuencia de los sistemas y especialmente en los sistemas que requieren precisión DC rendimiento "compartido de impedancia" es el principal enemigo. Así que usted quiere que el analógico y el digital motivos para reunirse en un solo punto con mezcla de la señal de los dispositivos de estar situado tan cerca de ese punto como sea posible.

De alta frecuencia de los sistemas en el otro lado de retorno de las corrientes seguirá naturalmente las corrientes salientes. El principal enemigo es todo aquello que impide que eso ocurra, por lo que cualquier señal de paso (de forma explícita en una pista o implícitamente en el interior de un chip) a través de una ranura es mala, como va a hacer magnético de emisiones y difícil de predecir caminos de retorno. Si no se preocupan por la DC de precisión, a continuación, un sólido plano de tierra es a menudo la mejor apuesta.

Si usted necesita, a continuación, usted desea un único punto para la DC motivos pero, a continuación, condensadores de bypass entre el analógico y el digital de planos de tierra para permitir una vía de retorno para señales de alta frecuencia.

Yo también echo el comentario de otro usuario que appnotes a menudo están llenos de basura.