AGND와 DGND를 어떻게 연결해야합니까

혼합 신호 시스템의 접지에 대해 읽었습니다. 디지털 경로가 아날로그 부분을 통과하지 않고 아날로그 경로가 디지털 부분을 통과하지 않는 한 아날로그 및 디지털 요소를 그룹화 한 다음 단일 접지면을 갖는 것이 가장 정확하다는 것을 알 수 있습니까?

왼쪽 그림에서 강조 표시된 부분은 아날로그 접지를 나타내고 오른쪽 부분은 동일한 회로의 디지털 접지를 강조 표시합니다. 오른쪽의 구성 요소는 3 시그마 델타 ADC 변환기가있는 80 핀 MCU입니다.

더 낫다

1. AGND와 DGND를 MCU의 ADC에 연결
2. 인덕터 / 저항을 통해 DGND 및 AGND 연결
3. 단일 접지면 (DGND = AGND)이 있습니까?

PS는 목표를 읽을 때 DGND가 AGND를 방해하지 않도록하는 것입니다. 주 접지면을 AGND로 정의했습니다.

디지털과 아날로그 근거를 결합하는 것은 상당히 논쟁의 여지가 있으며 토론 / 논쟁을 유발할 수 있습니다. 그것은 당신의 배경이 아날로그, 디지털, RF 등인지 여부에 달려 있습니다. 여기에는 다른 사람들과 다를 수있는 내 경험과 지식에 근거한 의견이 있습니다 (주로 디지털 / 혼합 신호입니다)

실제로 어떤 종류의 주파수 (디지털 I / O 및 아날로그 신호)에서 작동하는지에 따라 다릅니다. 접지를 결합 / 분리하는 작업은 타협의 대상이됩니다. 작동하는 주파수가 높을수록 접지 귀환 경로에서 인덕턴스를 덜 견딜 수 있고 관련성이 높은 링잉 (5GHz에서 발진하는 PCB는 100Khz에서 신호를 측정하는 경우에는 관련이 없습니다). 접지를 분리하여 주된 목표는 노이즈 리턴 전류 루프를 민감한 루프로부터 멀리 유지하는 것입니다. 다음 방법 중 하나를 수행 할 수 있습니다.

스타 그라운드

상당히 일반적이지만 과감한 접근 방식은 모든 디지털 / 아날로그 접지를 가능한 한 오랫동안 분리하여 한 지점에서만 연결하는 것입니다. 예제 PCB에서는 디지털 접지를 개별적으로 추적하여 전원 공급 장치 (전원 커넥터 또는 조정기)에서 가장 잘 결합합니다. 이 문제는 디지털이 아날로그와 상호 작용해야 할 때 해당 전류의 반환 경로가 보드 전체의 절반이며 다시 돌아옵니다. 시끄러운 경우 루프 분리 작업을 많이 취소하고 루프 영역을 만들어 보드 전체에 EMI를 브로드 캐스트합니다. 또한 접지 귀환 경로에 인덕턴스를 추가하여 보드 링을 유발할 수 있습니다.

펜싱

첫 번째에 대한보다 신중하고 균형 잡힌 접근 방식은 견고한 접지면을 가지지 만 컷 아웃 (구리가없는 U 모양 만들기)으로 전류를 동축 (강제하지는 않음)으로 시끄러운 리턴 경로에 펜싱하여 특정 전류를 가져옵니다. 경로 (민감한 접지 루프에서 멀어짐). 여전히 접지 경로 인덕턴스를 높이고 있지만 스타 접지보다 훨씬 적습니다.

솔리드 비행기

접지면을 희생하면 인덕턴스가 추가되어 허용되지 않습니다. 하나의 단단한 접지면은 최소한의 인덕턴스로 모든 접지 연결에 사용됩니다. 당신이 RF를하고 있다면, 이것은 당신이해야 할 경로와 거의 같습니다. 거리에 의한 물리적 분리는 노이즈 커플 링을 줄이는 데 사용할 수있는 유일한 방법입니다.

필터링에 대한 단어

때때로 사람들은 페라이트 비드를 서로 다른 접지면에 연결하는 것을 좋아합니다. DC 회로를 설계하지 않는 한 이는 거의 효과가 없습니다. 접지면에 막대한 인덕턴스와 DC 오프셋을 추가 할 가능성이 높습니다.

A / D 교량

때로는 A / D 또는 D / A를 제외하고 아날로그와 디지털이 매우 쉽게 분리되는 멋진 회로가 있습니다. 이 경우 A / D IC 아래에 분리선이있는 두 개의 평면을 가질 수 있습니다. 이것은 분리가 양호하고 접지면을 가로 지르는 리턴 전류가없는 이상적인 경우입니다 (IC가 매우 제어되는 내부는 제외).

참고 :이 게시물은 일부 사진과 관련이있을 수 있습니다. 둘러보고 나중에 조금 추가하겠습니다.

실제로 분할 접지면에서 멀어지고 배치 전류 분리 및 배치 전류 경로에 대한 고려에 집중하는 경향이있었습니다 .

• 접지면을 분할하지 말고 보드의 아날로그 및 디지털 섹션에서 하나의 솔리드 평면을 사용하십시오.
• 낮은 임피던스 전류 리턴 경로에 넓은 면적의 접지면 사용
• 접지면의 보드 면적을 75 % 이상 유지
• 별도의 아날로그 및 디지털 파워 플레인
• 파워 플레인 옆에 단단한 접지 플레인 사용
• 아날로그 파워 플레인에서 모든 아날로그 컴포넌트 및 라인을 찾고 디지털 파워 플레인에서 모든 디지털 컴포넌트 및 라인을 찾습니다
• 파워 플레인 스플릿을 통과해야하는 트레이스가 단단한 접지면에 인접한 레이어에 있어야하는 경우가 아니면 파워 플레인에서 스플릿 위로 트레이스를 라우팅하지 마십시오.
• 접지 귀환 전류가 실제로 어디에서 어떻게 흐르는 지 생각해보십시오
• 별도의 아날로그 및 디지털 섹션으로 PCB 분할
• 구성 요소를 올바르게 배치

혼합 신호 설계 점검표

• 별도의 아날로그 및 디지털 섹션으로 PCB를 분할하십시오.
• 구성 요소를 올바르게 배치하십시오.
• A / D 변환기로 파티션을 묶습니다.
• 접지면을 분리하지 마십시오. 보드의 아날로그 및 디지털 섹션에서 하나의 솔리드 평면을 사용하십시오.
• 보드의 디지털 부분에서만 디지털 신호를 라우팅하십시오. 이것은 모든 레이어에 적용됩니다.
• 보드의 아날로그 섹션에서만 아날로그 신호를 라우팅하십시오. 이것은 모든 레이어에 적용됩니다.
• 별도의 아날로그 및 디지털 파워 플레인.
• 파워 플레인에서 스플릿 위로 트레이스를 라우팅하지 마십시오.
• 파워 플레인 분할을 거쳐야하는 트레이스는 솔리드 접지 플레인에 인접한 레이어에 있어야합니다.
• 접지 귀선 전류가 실제로 어디에서 어떻게 흐르는 지 생각해보십시오.
• 라우팅 규칙을 사용하십시오.

성공적인 PCB 레이아웃의 핵심은 접지면을 분리하는 것이 아니라 파티셔닝과 라우팅 규칙을 사용하는 것입니다. 시스템에 대해 단일 참조 평면 (접지) 만 갖는 것이 거의 항상 좋습니다.

(아카이브를 위해 아래 링크에서 붙여 넣기)

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

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

나는 당신이 맞다고 생각하지만 몇 가지 추가 고려 사항이 있습니다. 필자의 경험에 따르면 디지털과 아날로그 모두를위한 단일 접지면을 갖는 것이 (거의) 항상 낫지 만 구성 요소 배치에 매우주의해야합니다. 디지털과 아날로그를 잘 분리하고 항상 전원 공급 장치로 돌아가는 경로를 고려하십시오. 접지면이 단단하더라도 접지면을 통한 복귀 경로는 신호 경로를 가능한 한 가깝게 따라갑니다. 피해야 할 것은 아날로그 회로의 리턴 경로를 교차하는 잡음이있는 디지털 회로의 리턴 경로입니다.이 경우 아날로그 회로의 접지에 노이즈가 발생하고 참조를위한 조용한 접지가 없으면 아날로그 회로가 손상됩니다.

리턴 경로가 교차하지 않는 전원 공급 장치 / 공급 장치를 PCB의 위치에 놓으십시오. 이것이 불가능하다면, RocketMagnet가 설명하는 것처럼 아날로그와 디지털 섹션 사이를 교차하는 신호에 대해서는주의해야합니다. 거의 모든 PCB가 디지털이고 매우 작은 아날로그 접지 영역 (또는 그 반대) 만 필요한 경우에도 유사한 메커니즘을 사용할 수 있습니다. 이 경우 디지털 접지를하고 아날로그 접지를 위해 다른 레이어에 코퍼 필을 사용하는 것이 좋습니다 (충분한 레이어가 있다고 가정). 레이어가 쌓여서 아날로그 회로와 가장 가까운 레이어에 구리를 채우는 방법을 고려하십시오.

많은 디커플링 (값의 혼합)을 사용하십시오. 그건 그렇고, 위의 PCB에 표시된 구리의 넓은 영역은 리턴 신호가 다른 층의 갭을 가로 지르는 비아가 없기 때문에 (방열판으로 작동하지 않는) 아주 적은 양을 수행합니다. (PCB 소프트웨어는 "중복"비아를 제거하지 않습니다!)

내 경험상 가장 효과가 좋은 것은 인덕터로 분리 된 접지면을 연결하는 것입니다. 설계에서 아날로그 신호에만 전원을 공급하지 않더라도 인덕터를 피드에 삽입하십시오.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

이러한 유형의 배열은 디지털 회로에서 발생하는 노이즈 제거를 개선하는 데 도움이되었습니다.

어쨌든 최적의 디자인은 주로 응용 프로그램에 달려 있다고 생각합니다.