В проекте, над которым я работаю, у меня есть несколько отдельных секций с особым назначением, в основном независимых друг от друга, но с несколькими основными межсоединениями (например, SPI/UART).
Чтобы упростить тестирование во время изготовления, я изолировал цепи питания и заземления для каждой секции с помощью резисторов 0R, так что я могу легко включать и тестировать каждую секцию за раз. Каждая секция также имеет свои собственные развязывающие конденсаторы с одиночным соединением с землей и шинами питания на резисторах 0R.
В качестве примера у меня есть Atmel ATMega328P-AU с собственными цепями +5 В и GND, который затем имеет керамическую 0,1 мкФ для развязки, прежде чем пройти через пару резисторов 0R к основной плоскости заземления и питания. Затем у меня есть драйвер светодиодного дисплея (MAX7219) с той же конструкцией, но с накопительными конденсаторами 1 мкФ и 10 мкФ из-за более высоких требований к току, опять же с резисторами 0R, соединяющими цепи с питанием и землей. Я снова делаю то же самое для модуля ESP8266.
Мой дизайн не особенно чувствителен и не подходит для среды, где люди заботятся о радиочастотном шуме (помимо требований законодательства), но я стараюсь быть максимально осторожным, потому что любые работы по техническому обслуживанию на них будут рядом. невозможно после развертывания, и я не хочу, чтобы они сбились. Ожидается, что само питание будет довольно чистым, и я отключил все от понижающего регулятора DI ATP1509-50 .
Это разумный подход? Существуют ли какие-либо рекомендации относительно того, когда и как разделять цепи питания и заземления, как это?
Это зависит от того, где вы размещаете резисторы 0R.
Что-то, что можно сделать, это на выходе регулятора (DC/DC, LDO и т. д.) с резистором правильного размера относительно тока. Например, не используйте резистор 0402 для нагрузки 3А.
Небольшое замечание по резисторам 0R: максимальное сопротивление должно быть указано производителем, например, Rmax = 20 мОм. Таким образом, вы должны рассеять соответственно. Например, 20 мОм с током 3 А приводят к падению напряжения 60 мВ и рассеиваемой мощности 180 мВт, поэтому корпус 0805 с номиналом 125 мВт не подойдет.
Я видел эту реализацию на сложной плате с высококачественной FPGA и большим количеством микросхем памяти. Каждое напряжение создавалось определенным регулятором, а на выходе устанавливался резистор низкого номинала (0,005 или 0). Эти резисторы при сборке не устанавливались и мы их припаивали после проверки каждой группы питания. Резистор с малым номиналом позволил нам проверить протекающий ток простым измерением напряжения.
Разделение нагрузок с одинаковым напряжением несколькими резисторами 0R — плохой ход. С той доской, с которой вы работаете, все должно быть в порядке. Но у вас появится дурная привычка, и если вы будете работать на сложных платах с низким напряжением и большими токами (процессор или FPGA), вы столкнетесь с проблемами целостности питания.
Со сложной доской у вас будет доска из 4, 6, 8 слоев или даже больше. Это означает выделенные слои силовых плоскостей. Но чтобы добраться до внутренних силовых плоскостей от вашего регулятора, вы будете использовать via. Чем больше у вас ток, тем больше переходных отверстий вы разместите, но если вы разделите каждую нагрузку с помощью 0R, вам придется перейти от внутреннего слоя к внешнему слою, чтобы добраться до резистора через переходное отверстие, а затем снова перейти во внутренние слои. И если вы не будете достаточно внимательны, вы можете легко забыть необходимое количество переходных отверстий, необходимых для тока.
В вашем случае у вас есть только один регулятор на напряжение, а не один на нагрузку. Поэтому я не рекомендую разделять ваши силовые плоскости.
Функции выключения или включения питания существуют и должны использоваться, если они есть. Если у вас есть компонент с тактовой частотой, удаление тактовой частоты заставит его работать как при отключении питания.
Наконец, если вы действительно хотите измерить мощность функции, сделайте измерение с помощью функции, распаяйте все компоненты функции и выполните второе измерение.
Наконец, никогда не разделяйте землю с помощью резисторов 0R, если вы действительно не знаете, что делаете (а это не так).
Мэтью