Я хочу создать плату, которая имеет как высокоскоростные цифровые компоненты (в частности, SAM3X8E — от arduino DUE), так и аналоговую аудиосхему.
Аналоговые части изначально были щитом для Arduino. Причина, по которой я хочу создать смешанную плату, чтобы объединить две схемы в одну, заключается в том, что раньше у меня было много шума. После поиска люди предположили, что это шумы от цифровой схемы и придется переделывать плату.
Это ссылка на исходный вопрос. Там же вы найдете изображение схемы щита. Правильная развязка
Мой вопрос в том, как мне заземлить все это. Я видел много разных подходов в таких темах: Как мне подключить AGND и DGND (ССЫЛКА 1) Точка звезды на схемах (ССЫЛКА 2) Для заземления компоновки печатной платы с несколькими цепями АЦП, почему важна «единая точка заземления»?
single-point-ground-imp (ССЫЛКА 3) Так мне нужно иметь разные плоскости GND для цифровых и аналоговых? Я рассматривал возможность использования «звездного наземного подхода», но в первой ссылке говорилось, что он наименее эффективен. Trevor_G также сказал (во второй ссылке): «Для такого типа схемы гораздо лучше использовать цельные одиночные плоскости заземления и питания с соответствующей компоновкой, чтобы контуры сигнала были как можно короче». То есть у меня только один общий заземляющий слой?
Затем прочитайте эти два руководства: https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5450 http://www.hottconsultants.com/techtips/split-gnd-plane.html
Я обнаружил, что достаточно одной плоскости GND. Но многое было неясно и терялось в теории. Например, мне нужно разделить две плоскости? Если да, то должны ли они объединяться в одном месте? Нужно ли «разрезать» две плоскости? Если да, то где именно резать? Что происходит, когда аналоговые сигналы поступают на цифровую сторону платы? Например, когда аналоговая информация поступает на АЦП микроконтроллера? Если действительно есть разрез, как я должен проложить дорожки? В общем, как мне спроектировать слой GND?
Что я буду делать: * Держите цифровые части подальше от аналоговых частей - верхний медный слой (спасибо, peufeu!) * Используйте два регулятора, один для цифровой стороны и один для аналоговой стороны * Избегайте прохождения цифрового питания и цифрового сигнала та же область, что и аналоговая сторона (на всех слоях)
Дополнительный вопрос: * Я видел в ссылке stackexchange 3, чтобы сохранить источники питания на цифровой стороне платы. В том числе и аналоговый регулятор? Но аналоговая трасса питания должна будет проходить через цифровую сторону... Но когда аналоговый сигнал поступает на АЦП микроконтроллера, аналоговый сигнал также поступает на цифровую сторону. Так разве их нельзя разделить?
Я не отслеживал каждую отправленную вами ссылку, но вот несколько основных правил, которые должны вам помочь. Имейте в виду, что некоторые люди будут направлять вас по-разному, некоторые утверждают, что используют разные плоскости заземления и соединяют их в одной точке. Это возможно реализовать, но гораздо сложнее, ИМХО, так как более важно убедиться, что все быстрые сигналы без исключения имеют заземление под ними. Отдельные заземляющие плоскости имеют смысл только в силовой электронике, где вы можете создавать проблемы с дребезгом земли без разделения. Для быстрых цифровых систем более важны развязка и хорошие заземляющие слои.
Чтобы понять это, подумайте об импедансе на высоких частотах в сочетании с обратными путями по пути наименьшего «сопротивления» (=импеданс).
Быстрый сигнал имеет обратный путь прямо под дорожкой на плоскости земли. Неважно, какая толстая жирная медь у вас может быть в другом месте. Если этот обратный путь нарушен из-за разделения силовых плоскостей или по какой-либо другой причине, сигнал не следует по наименьшей петле для возврата, а вместо этого создает большие петли, которые излучаются. То же самое и с питанием для быстрых устройств. Если вы не изолируете их должным образом, поместив керамические колпачки очень близко к контактам питания или не имея переходных отверстий с низкой индуктивностью к плоскости заземления, у вас будет такая же проблема с цепями питания.
Кроме того, хорошо держать аналоговый и цифровой материал как можно дальше друг от друга, а также запускать цифровые и аналоговые трассы перпендикулярно друг другу. Если у вас есть импульсные источники питания для аналоговых цепей, да, оставьте их на цифровой части, а затем отфильтруйте (RC, LC или LDO) и пропустите на другую плоскость или область.
Смешивание аналогового и цифрового не так уж плохо, если вы понимаете, как правильно проектировать, чтобы избежать проблем с электромагнитной совместимостью.
Тревор_G
Питер Смит