Как мне подключить AGND и DGND

Объединение цифровых и аналоговых площадок — довольно спорный вопрос, который вполне может вызвать дебаты/аргументы. Многое зависит от того, какой у вас опыт: аналоговый, цифровой, радиочастотный и т. д. Вот некоторые комментарии, основанные на моем опыте и знаниях, которые, вероятно, отличаются от других людей (в основном я работаю с цифровым/смешанным сигналом).

Это действительно зависит от того, на каких частотах вы работаете (цифровой ввод-вывод и аналоговые сигналы). Любая работа по объединению/разделению заземления будет работой на компромиссе - чем выше частоты, на которых вы работаете, тем меньше индуктивность в ваших обратных путях заземления, и тем более актуальным будет звон (печатная плата, которая колеблется на частоте 5 ГГц, не имеет значения, если он измеряет сигналы на частоте 100 кГц). Ваша основная цель при разделении заземления состоит в том, чтобы держать шумные петли обратного тока подальше от чувствительных. Вы можете сделать это одним из нескольких способов:

Звездная земля

Довольно распространенный, но довольно радикальный подход заключается в том, чтобы как можно дольше держать все цифровые/аналоговые земли раздельными и соединять их вместе только в одной точке. На вашем примере печатной платы вы должны отслеживать цифровую землю отдельно и, скорее всего, соединить их с подачей питания (разъем питания или регулятор). Проблема в том, что когда вашему цифровому сигналу необходимо взаимодействовать с аналоговым, обратный путь для этого тока проходит через половину доски и обратно. Если это шумно, вы отменяете большую часть работы по разделению петель и создаете область петли, чтобы транслировать электромагнитные помехи по всем направлениям. Вы также добавляете индуктивность к пути возврата на землю, что может вызвать звон на плате.

Фехтование

Более осторожный и сбалансированный подход к первому варианту: у вас есть сплошная плоскость заземления, но вы пытаетесь оградить шумные обратные пути вырезами (сделайте U-образную форму без меди), чтобы коаксиально (но не принудительно) обратные токи принимать определенные пути (вдали от чувствительных контуров заземления). Вы по-прежнему увеличиваете индуктивность заземляющего контура, но гораздо меньше, чем при заземлении по схеме «звезда».

Сплошная плоскость

Вы соглашаетесь с тем, что любая жертва заземления добавляет индуктивность, что неприемлемо. Одна сплошная заземляющая пластина обслуживает все заземляющие соединения с минимальной индуктивностью. Если вы занимаетесь радиочастотой, вам придется идти именно по этому пути. Физическое разделение по расстоянию — единственное, что вы можете использовать для уменьшения шумовой связи.

Несколько слов о фильтрации

Иногда людям нравится соединять ферритовую шайбу с разными заземляющими пластинами вместе. Если вы не проектируете цепи постоянного тока, это редко бывает эффективным — вы, скорее всего, добавите массивную индуктивность и смещение постоянного тока к заземляющему слою и, возможно, вызовете.

А/Ц мосты

Иногда у вас есть хорошие схемы, в которых аналоговое и цифровое очень легко разделяются, за исключением аналого-цифрового или цифро-аналогового преобразования. В этом случае у вас может быть две плоскости с разделительной линией, проходящей под аналогово-цифровой микросхемой. Это идеальный случай, когда у вас хорошее разделение и нет обратных токов, пересекающих заземляющие слои (кроме как внутри ИС, где они хорошо контролируются).

ПРИМЕЧАНИЕ. В этом посте не помешало бы несколько фотографий, я посмотрю и добавлю их чуть позже.

На самом деле существует тенденция отходить от разделенных заземляющих плоскостей и вместо этого концентрироваться на разделении мест размещения И рассмотрении пути обратного тока.

• Не разделяйте плоскость заземления, используйте одну сплошную плоскость как под аналоговой, так и под цифровой секциями платы.
• Используйте заземляющие пластины большой площади для обратных путей тока с низким импедансом
• Оставьте более 75% площади платы для заземления.
• Отдельные аналоговые и цифровые силовые плоскости
• Используйте сплошные заземляющие плоскости рядом с силовыми плоскостями
• Найдите все аналоговые компоненты и линии на аналоговой силовой плоскости и все цифровые компоненты и линии на цифровой силовой плоскости.
• Не прокладывайте трассы над разделением слоев питания, за исключением случаев, когда трассы, которые должны проходить через разделение слоев питания, должны находиться на слоях, смежных с сплошной плоскостью заземления.
• Подумайте, где и как на самом деле текут обратные токи заземления.
• Разделите вашу печатную плату на отдельные аналоговые и цифровые секции
• Правильно размещайте компоненты

Контрольный список проектирования смешанных сигналов

• Разделите вашу печатную плату на отдельные аналоговые и цифровые секции.
• Правильно размещайте компоненты.
• Разместите раздел с аналого-цифровыми преобразователями.
• Не разделяйте плоскость заземления. Используйте одну сплошную плоскость как для аналоговых, так и для цифровых секций платы.
• Направляйте цифровые сигналы только в цифровую часть платы. Это относится ко всем слоям.
• Направляйте аналоговые сигналы только в аналоговую часть платы. Это относится ко всем слоям.
• Отдельные аналоговые и цифровые силовые плоскости.
• Не прокладывайте трассы над разломом силовых плоскостей.
• Трассировки, которые должны проходить через разделение силовой плоскости, должны находиться на слоях, смежных с твердотельной заземляющей плоскостью.
• Подумайте, где и как на самом деле текут обратные токи заземления.
• Используйте дисциплину маршрутизации.

Помните, что ключом к успешной компоновке печатной платы является разделение и использование дисциплины трассировки, а не изоляция заземляющих плоскостей. Почти всегда лучше иметь только одну базовую плоскость (землю) для вашей системы.

(вставлено из приведенных ниже ссылок для архивации)

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

http://www.hottconsultants.com/pdf_files/june2001pcd_mixedsignal.pdf

По моему опыту, лучше всего соединить заземляющие плоскости, разделенные катушкой индуктивности. Даже если в конструкции не предусмотрен источник питания только для аналоговых сигналов, в подачу также вставьте катушку индуктивности.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Этот тип расположения помог мне улучшить подавление шума, создаваемого цифровыми схемами.

В любом случае, я думаю, что оптимальный дизайн во многом зависит от приложения.

Я думаю, что вы правы, но с некоторыми дополнительными соображениями. По моему опыту, (почти) всегда лучше иметь одну плоскость заземления как для цифровых, так и для аналоговых систем, но будьте ОЧЕНЬ осторожны при размещении компонентов. Обеспечьте четкое разделение цифровых и аналоговых сигналов и всегда учитывайте обратные пути к источнику питания. Помните, что даже при сплошном заземляющем слое обратный путь через заземляющий слой будет максимально точно следовать пути сигнала, т. е. он будет следовать сигнальной трассе, но на заземляющем слое. Чего вы должны избегать, так это того, чтобы обратный путь шумных цифровых цепей пересекался с обратным путем аналоговой цепи - если это произойдет, то земля для вашей аналоговой цепи будет шумной, а без тихой опорной земли ваша аналоговая цепь пострадает.

Постарайтесь расположить блок питания/блоки питания на печатной плате таким образом, чтобы обратные пути не пересекались. Если это невозможно, рассмотрите возможность явного возврата на землю на другом слое (эмулируя топологию «звезда», описанную RocketMagnet), но будьте осторожны с сигналами, которые пересекаются между аналоговой и цифровой секциями, как объяснил RocketMagnet. Аналогичный механизм можно использовать, когда почти вся печатная плата является цифровой, и требуется только очень небольшая площадь аналогового заземления (или наоборот). В этом случае я бы подумал о цифровом заземлении и использовании медной заливки на другом слое для аналогового заземления (при условии, что у вас достаточно слоев). Подумайте, как складываются ваши слои, и поместите медную заливку на ближайший к аналоговой схеме слой.

Используйте много развязок (смешение значений). Между прочим, большие области меди, показанные на печатной плате выше, мало что делают (кроме того, что они служат радиатором), потому что, похоже, нет никаких переходных отверстий, позволяющих обратным сигналам пересекать зазоры на другом слое. (Обратите внимание, что программное обеспечение для печатных плат не удаляет «лишние» переходные отверстия!)