Eagle을 사용할 때 레이아웃에서 여러 근거 (예 : AGND, DGND 등)를 분리하여 유지하는 방법은 무엇입니까?

회로의 여러 부분 (예 : 아날로그, 디지털 및 고전력)의 접지 리턴을 분리해야하는 여러 PCB를 설계했습니다. Cadsoft Eagle을 회로도 캡처 및 레이아웃에 사용합니다. 회로도 편집기에서 서로 다른 접지 기호를 정의하기가 쉽습니다. 그들은 각각 고유의 네트 이름을 가지고 있습니다. 그러나 접지는 전체 접지 기준을 정의하기 위해 PCB의 한 지점에서 결국 연결되어야합니다. 한 접지 (또는 공급)를 다른 접지 (또는 공급)에 연결할 때 Eagle은 일반적으로 하나의 네트 이름을 다른 이름으로 대체합니다. 즉, 고유성을 제거합니다. 이것은 와이어에 임피던스가 없다고 가정하는 이상적인 전기 관점에서 볼 수 있습니다. 그러나 실제 세계에서는 제로 임피던스 나 그 문제에 대한 근거가 없습니다! 이 네트 이름 재정의 동작은 PCB 설계를 방해하고 있습니다. 이 동작을 어떻게 해결합니까? 공급 기호가 유지되고 네트 이름이 숨겨져 있기 때문에 회로도에서 큰 문제는 아닙니다. 그러나 배치 편집기에서지면을 연결 한 후 하나의 고유 한 그라운드 네트 이름 만 남습니다.

배치에서 동일한 네트 이름을 갖더라도 별도의 접지를 수동으로 유지하고 한 지점에서 연결하는 것이 가능합니다. 따라서 하나의 고유 한 근거만으로도 설계 목표를 달성 할 수 있습니다. 그러나 동일한 네트 이름을 가질 때 별개의 지상 흔적을 분리하여 유지하는 것은 물류의 악몽입니다.

더 좋은 방법이 있습니까?

여러 개의 별개의 접지가 전기적으로 연결되는 고유 한 Eagle 부분을 만들려고 시도했지만 동일한 네트 이름이 없습니다. 부품은 물리적으로 겹치는 일련의 SMD 패드였습니다. 각 패드는 고유 한 네트 이름에 연결되어 별도의 접지를 유지하지만 접지간에 전기 연결을 제공합니다. 이는 DRC (Design Rules Check)에서 겹치는 패드가 문제라고 생각한 결점에서 잘 작동하는 것 같습니다. 실제로 Sparkfun은 독수리 부분을 가지고 있지만 패드를 분리하지 않고 겹치지 않도록 선택했습니다. 이렇게하면 DRC 문제가 해결되지만 보드가 전기적으로 올바르게 연결되지 않습니다. 이것은 전에 내 보드 중 하나에서 버그를 일으켰습니다.

이 문제에 대한 좋은 해결책이 있습니까? Eagle이 이것을 처리하는 데 이상하지 않습니까? 이를 처리하는 데 다른 EDA 도구가 Eagle보다 우수합니까? 내가 뭔가 잘못하고 있습니까? 이것은 지금까지 한동안 자극의 원천이었습니다.

GND 및 AGND 패드로 설치 공간을 생성하십시오. 이 패드 사이에 구리를 그립니다. 예, 아래와 같이 DRC "오버랩"오류가 발생합니다.

괜찮습니다 . 하단에는 3 개의 버튼이 있습니다.

• 모두 지우기
• 가공
• 승인

"모두 지우기"는 DRC 실행에 대한 목록을 일시적으로 지 웁니다. 왜 이것이 유용한 지 잘 모르겠습니다. 짧게하려면 창을 닫으십시오.

"처리됨"은 빨간색 X의 색을 희미하게합니다. 이는 긴 DRC 오류 목록을 반복하고 진행하면서 수정하는 경우 유용합니다. 수정했다고 생각되는 것을 추적 할 수 있습니다.

"승인"은 내가 정기적으로 사용하는 유일한 것입니다. 오류가 오류 목록에서 승인 된 목록으로 이동합니다.

DRC의 후속 실행시이를 유지합니다. 이 특정 위치에서이 특정 네트 쌍에 대한이 특정 오류 만 이동합니다. 이 창을 닫고 DRC를 다시 실행하면 "DRC : 1 승인 된 오류"알림이 생성됩니다.

"DRC 오류"대화창이 없습니다. 오류, 또는 바람직하게는 errors명령, 위 스크린 샷의 노란색 느낌표 또는 메뉴 도구-> 오류 를 작성하여이 대화 상자를 다시 가져올 수 있습니다 .

"승인"기능은 다음과 같은 도구가있는 것과 같은 이유로 존재합니다.

#pragma GCC diagnostic ignored "-Warning"

때로는 DRC 오류를 무시해도됩니다. 이것은 그 때 중 하나입니다.

이 목적을 위해 만든 특수 장치를 사용하여 "단락"이라고합니다. 이 패드는 맞 닿아있는 패드이므로 실제로 설치해야 할 구성 요소가 없습니다. 회로도에서 이들은 약간 두껍게 표시됩니다. 요점은 그것들이 볼 수있을 정도로 충분히 독특하지만 회로망에 방해가되지 않는 회로도의 연결처럼 보입니다. 그것들은 Eagle의 관점과는 별개의 장치이므로 다른 장치처럼 원하는 곳에 배치 할 수 있습니다. USBProg 회로도의 1 페이지 하단에서 이러한 단락을 확인할 수 있습니다 . 이 특정 구성 요소 지정자 SH2가 있으며 전원 접지와 메인 보드 접지 사이의 단일 연결 지점입니다.

내 반바지는 www.embedinc.com/pic/dload.htm 의 Eagle Tools 릴리스에서 자유롭게 구할 수 있습니다 . 원하는 레이어 또는 레이어를 교차하는지 여부에 따라 다양한 단락이 있습니다.

Eage의 단점은 매 단락마다 많은 귀찮은 DRC 오류가 발생한다는 것입니다. 버전 6에서는 특정 항목이 겹칠 수 있음을 패키지에 알릴 수 있지만 현재로서는이 방법이 없습니다.

여러 개의 접지면이 절대적으로 필요합니다. 그가 말한 모든 것이 그 자체로 잘못 되지 않았기 때문에 오트 씨를 전적으로 존중하면서 , 그는 아날로그 측면을 고려하지 않았기 때문에 불완전한 결론에 도달합니다. Ott 씨가 누락 한 점 은 아날로그 섹션 자체 에서 별개의 접지 패턴으로 배열 된 아날로그 회로의 각 기능 블록마다 하나씩 여러 개의 접지면이 저잡음에 대한 요구 사항이라는 점입니다 (Douglas Self " Small Signal Audio 디자인 "Focal Press 2010, NwNavGuy http://nwavguy.blogspot.jp/2011/05/virtual-grounds-3-channel-amps.html). 이 두 레퍼런스는 특히 오디오 디자인을 고려하지만 데이터 수집 및 / 또는 제어 애플리케이션의 고정밀 아날로그 회로에서 원리가 더욱 중요합니다.

문제는 다음과 같습니다. 다중 아날로그 접지를 보유한 설계 내에서 디지털 접지를 어떻게 구현합니까? 실수는 PCB를 단일 접지면으로 "블랩"하고 아날로그와 디지털 섹션 사이의 간섭을 피하기 위해 Mr. Ott가 설명한 레이아웃 기술 만 사용하는 것 입니다. 이렇게하면 아날로그-아날로그 간섭으로 인해 아날로그 성능이 저하 될 수 있습니다 .

일반적인 설계에서 각 ADC 또는 DAC는 아날로그 회로의 다른 기능 섹션과 관련이있을 수 있습니다. 이러한 각 섹션에 대해 아날로그 접지 "섬"에 별 표지 패턴으로 배열 된 "기준 접지"로 돌아가는 독립적 인 접지 복귀 경로를 제공하십시오. 이 기준 접지는 반드시 전원 공급 장치 (또는 배터리) 접지 일 필요는 없습니다. 아날로그 전원을 공급하는 레귤레이터가있는 경우 기준 접지는 레귤레이터 IC 의 접지 핀입니다. 디지털 측과 관련하여, 디지털 측에 전원을 공급하는 레귤레이터의 접지 핀 (아날로그 측 공급과 다른 경우)도 가능한 짧은 트레이스로 기준 접지에 연결해야합니다. 디지털 접지는 독립적 인 접지 귀환을 기준 접지로 되 돌리는 고립 된 섬으로 구현해야합니다.

이제 우리는 아날로그와 디지털 섹션 사이의 인터페이스를 다루어야합니다. 여기에는

1. ADC 및 DAC 장치에서 별도의 아날로그 및 디지털 접지
2. 동일한 장치에서 아날로그 및 디지털 전원을위한 별도의 공급 장치
3. I2C 또는 PCI 버스와 같은 제어 라인.

(1) 별도의 아날로그 및 디지털 접지.
혼합 신호 IC 설계자는 아날로그와 디지털 접지를 함께 연결해야하지만 다이 및 패드 연결의 기하학적 구조 제한으로 인해 IC 내부에 해당 연결을 제공 할 수는 없습니다. 따라서이 두 지점을 가능한 한 외부에서 IC에 가깝게 연결하는 것이 좋습니다. 대부분의 DAC 및 디지털 전위차계 (DAC 형태)에는 별도의 아날로그 및 디지털 접지 핀이 없습니다. 이러한 장치의 경우 이미 IC 내부에 연결되어 있습니다. 아날로그와 디지털 접지를 함께 연결하는 경우 결합 된 쌍을 회로의 해당 섹션에 대한 아날로그 접지면에 연결해야합니다.

(2) 동일한 장치에서 아날로그 및 디지털 공급 장치를 분리합니다
이 전원 플레인은 동일한 전압 일지라도 분리됩니다. 디지털 파워 플레인은 페라이트 비드를 통해 소스 레귤레이터 (및 동일한 레귤레이터로 구동되는 경우 아날로그 파워)로부터 격리되어야합니다. 혼합 신호 IC의 디지털 전원을 디지털 전원 아일랜드에 연결하십시오. 최소한 세라믹 커패시터를 사용하여 IC의 접지 핀으로 아날로그 및 디지털 공급을 우회하십시오 (100nF X7R / X5R 권장, 일부 IC 제조업체는 추가 커패시터를 권장합니다-데이터 시트에 명시된 지침을 따르십시오). 바이 패스 커패시터를 장치 핀에 최대한 가깝게 배치하여 모범 사례 레이아웃 지침을 따르십시오. 디지털 바이 패스 커패시터가 디지털 접지 핀 쪽의 결합 된 아날로그 및 디지털 접지에 연결되어 있는지 확인하십시오. "사이"어딘가에 연결해서는 안됩니다 아날로그 및 디지털 핀. 디지털 공급 바이 패스 커패시터는 실제로 디지털 장치가 상태를 전환 할 때 발생하는 전류 펄스를 소싱하기 위해 존재합니다. 따라서 디지털 공급 핀에서 커패시터를 통해 접지 핀 (디지털 측)으로, 장치를 통해 디지털 전원 핀으로 다시 돌아가는 AC 전류 루프 (방사선을 방출 할 수있는 전류 루프)가 있습니다. 따라서 바이 패스 커패시터를 장치에 최대한 가깝게 배치하여이 전류 루프의 크기를 최소화하는 것이 중요합니다. 접지 핀 (디지털 쪽)으로 들어가고 장치를 통해 디지털 전원 핀으로 다시 돌아갑니다.이 루프는 방사선을 방출 할 수 있고 방출합니다. 따라서 바이 패스 커패시터를 장치에 최대한 가깝게 배치하여이 전류 루프의 크기를 최소화하는 것이 중요합니다. 접지 핀 (디지털 쪽)으로 들어가고 장치를 통해 디지털 전원 핀으로 다시 돌아갑니다.이 루프는 방사선을 방출 할 수 있고 방출합니다. 따라서 바이 패스 커패시터를 장치에 최대한 가깝게 배치하여이 전류 루프의 크기를 최소화하는 것이 중요합니다.

(3) I2C 및 / 또는 PCI 버스와 같은 제어 라인
지금까지 위에서 말한 것처럼, 제어 라인을 마이크로 컨트롤러에서 혼합 신호 장치로 연결하는 데 문제가 있습니다. 왜냐하면 이들 라인은 정의상 디지털 측에서 아날로그 측으로 교차해야하기 때문입니다. 이를 위해서는 Ott의 아날로그 및 디지털 접지 간 브리지 제공 권장 사항을 따르십시오. 제어 라인이 디지털 측에 연결되어있는 각 아날로그 아일랜드에 대해 각 아날로그 접지에서 디지털 접지로 브리지를 제공하고 신호 브리지를 해당 브리지로 직접 라우팅하십시오. 실제 레이아웃과 회로의 복잡성에 따라 하나 이상의 브리지가 하나의 아날로그 접지에 연결될 수 있습니다. 문제는 모든 소음 제어 라인을 브리지로 라우팅하는 것입니다. 이에 대한 이유는 Mr. Ott의 기사에 자세히 설명되어 있습니다.

요약하면, 위의 기술은 단일 접지 면보다 더 많은 작업이지만 필요합니다. 위의 논의 중 어느 것도 신중한 레이아웃에 대한 Mr.Ott의 지시를 부정하거나 제거하지 않으며 DC 및 AC 전류 경로가 흐르는 곳을 항상 알고 있습니다 ( 두 경로 -보내기 및반환). 대부분의 자동 라우터는 위의 사항을 염두에두고 품질 결과를 제공하는 데 문제가 있습니다. 항상 수동으로 라우팅을 수행해야합니다. 시간을 절약 할 수있는 기술은 회로 아일랜드를 자동 라우팅하고 상호 연결, 접지 리턴, 전력 분배, 제어 회선을 수동 라우팅하는 것입니다. 일부 PCB 레이아웃 응용 프로그램은 서로 다른 신호 네트를 효과적으로 연결하기 때문에 아날로그-디지털 접지 브리지를 만드는 데 약한 지원을 제공합니다. 소프트웨어에서이를 명시 적으로 지원하는 경우 DRC 프로세스에서 감지 한 오류를 무시하는 상황이 발생할 수 있습니다.

"이 작업을 수행하는 더 좋은 방법이 있습니까?"

예, 이것을 처리하는 두 가지 방법이 있습니다 :

• Henry W. Ott가 추천 한대로 하나의 단단한 분리되지 않은 접지면을 사용하십시오 .
• 용도 "가상 짧은"( "스타 접지") 구성 요소 및 특수 DRC 규칙을.

Eagle에서 어떻게하는지 잘 모르겠지만 Altium 사람들은 "가상 짧은"구성 요소를 이미 설명한 것과 매우 유사하게 만듭니다. 딜레마에 대해 언급합니다. "가상 단락"구성 요소에서 패드가 겹치게하면 DRC 오류가 발생합니다. "가상 단락"구성 요소에서 패드를 분리하면 섹션이 전기적으로 올바르게 연결되지 않습니다. 세 번째 선택은 딜레마에 대한 해결책입니다.

"가상 짧음"구성 요소의 패드를 서로 매우 가깝게 위치 시키되, 0.002mil (2 마이크로 인치)의 접촉 거리는 겹치지 않도록하십시오. 그런 다음 DRC 규칙을 수정하여이 특정 구성 요소에 대해 클리어런스 오류가 발생하지 않도록하십시오. 이러한 미세한 작은 갭은 실제로 PCB에서 제조 될 수 없으며, 생산시 원하는대로 단락 될 수 있습니다.

Henry Ott가 올바른지, 아날로그, 디지털 및 전력 등 모든 분야에서 중단없는 단일 접지 평면이 가장 적합한 지 확인할 수있는 방법이 있습니까?

조금 늦었지만 여전히 여기에 방법이 있습니다.

두 가지 근거를 얻는 것은 간단합니다. 회로도에 접지 기호를 추가 한 다음 새로운 값을 지정하십시오. 이제 접지 기호의 속성으로 이동하면 '장치 이름 덮어 쓰기'라는 추가 옵션을 사용할 수 있습니다. 해당 옵션을 선택 취소하십시오.

이제 접지 기호에 그물 와이어를 그리고 그 와이어 이름을 AGND로 지정하십시오. 이제 접지 기호는 동일한 네트 이름을 갖습니다. 이제 접지 기호에 AGND라고하는 값을 다시 지정하여 접지가 다른 접지가 아니라 AGND임을 좀 더 명확하게합니다.

아래는 좀 더 명확하게하기위한 이미지입니다. 화면 왼쪽 하단에서 신호 이름을 확인하여 작동하는지 확인하십시오.

나를 위해 일한 것은 다른 평면 주위에 있도록 접지면 다각형 형상을 형성하는 것이 었습니다.

접지면은 IC 핀 하나를 통해 하나씩 연결되어 있지만 그물의 이름은 같고 형상이 채우기를 허용하지 않기 때문에 Eagle은 두 개를 직접 연결하지 않습니다.