Как направить питание в расщепленной компоновке?

Я работаю над чувствительной аналоговой измерительной платой. В настоящее время конструкция имеет разделенные заземляющие плоскости для аналоговых и цифровых устройств, которые связаны под АЦП, как описано в примечании Analog Devices MT-031 . Есть несколько АЦП. Хотя это кажется хорошим способом обработки земли, я не уверен, как распределять питание по аналоговым секциям.

Это относится к относительно низкочастотным (< 1 кГц), но очень высокоточным (ENOB > 18) аналоговым приложениям.

Вот эскизы трех возможных макетов. Черный цвет — заземлители (соединяющие разъемные плоскости), красный — следы разводки питания. Вы можете предположить, что каждый домен надлежащим образом развязан, ничто не пересекает промежутки в заземляющих плоскостях, в каждом домене есть силовая плоскость, а цифровые выходы аналоговой секции проходят непосредственно через заземляющую шину (и являются настолько короткими, насколько это возможно). Аналоговая и цифровая мощность вырабатываются отдельными регуляторами LDO.

Схема 1: Питание аналогового домена проходит через цифровой домен и входит рядом с (или над) заземлением. Несмотря на то, что питание находится на максимальном расстоянии от трасс цифровых сигналов (и на другой стороне заземляющего слоя), все же может быть некоторый шум.

введите описание изображения здесь

Схема 2: питание идет от домена мощности к каждому аналоговому домену напрямую. Это обязательно пересекает некоторые расщепления в наземных плоскостях.

введите описание изображения здесь

Схема 3: питание поступает от домена питания к каждому аналоговому домену напрямую и соединяется с заземлением для обратного тока. Это обязательно создает какие-то петли в земле.

введите описание изображения здесь

Схема 4: Каждый аналоговый домен имеет свои собственные LDO-регуляторы мощности, расположенные внутри него. Они питаются от нерегулируемой мощности (аккумулятора) так же, как и в 1. Очевидно, менее предпочтительно, поскольку это значительно увеличивает количество компонентов питания.

Какой из них производит наименьший шум и почему?

Почему на третьей картинке вы включаете два горизонтальных заземляющих соединения? Они не нужны.
@VladimirCravero: они нужны для того, чтобы цифровые сигналы, которые пересекаются в этой точке, могли быть направлены по наземной связи. Правда, они могут и не понадобиться; но если их нет, обратный ток должен пройти долгий путь. Не могли бы вы объяснить подробнее, что вы имеете в виду?
эти обратные пути должны быть подключены к цифровому заземлению вашей аналоговой ИС, а не к аналоговому заземлению. любые 18 ENOB или любые другие аналоговые микросхемы должны иметь отдельную землю для цифровых схем.
@VladimirCravero: от Analog Devices MT-031: «выводы AGND и DGND должны быть соединены снаружи с аналоговой заземляющей пластиной». Это, конечно, запутанная тема :)

Ответы (1)

Я бы выбрал номер 1, потому что нет никаких шансов, что пики, вызванные цифровыми чипами на «красной» шине, могут попасть в аналоговую часть красного. НО НО НО...

Вам нужно объяснить, что такое внешние аналоговые входы и как они сохраняют изоляцию от ЛЮБОГО локального или иного заземления. Это может быть убийцей без приличных дифференциальных входов или какой-либо другой формы изоляции.

Вам также необходимо объяснить, что может или не может быть заземлено на печатной плате, и емкость на трансформаторе, который создает основной источник постоянного тока. Если на батарейках, то проблем нет.

Все это плавает / работает от батареи; аналоговые входы также от плавающего источника и дифференциальные, если это помогает.
Звучит круто для меня, чувак.