मुझे AGND और DGND से कैसे जुड़ना चाहिए

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मैं मिश्रित सिग्नल सिस्टम में ग्राउंडिंग के बारे में पढ़ रहा हूं। क्या मुझे यह सही लगता है कि यह एनालॉग और डिजिटल तत्वों के समूह के लिए सबसे अच्छा है और फिर एक सिंगल ग्राउंड प्लेन है, जब तक कि डिजिटल रूट एनालॉग हिस्से से नहीं गुजरते हैं, और एनालॉग रूट डिजिटल हिस्से से नहीं गुजरते हैं?

बाएं चित्र पर हाइलाइट किया गया भाग एनालॉग ग्राउंड दिखाता है और दायाँ हिस्सा उसी सर्किट के लिए डिजिटल ग्राउंड को हाइलाइट करता है। दाईं ओर घटक 3 सिग्मा-डेल्टा ADC कनवर्टर के साथ एक 80 पिन MCU है।

यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

क्या यह बेहतर है

AGND और DGND को MCU के ADC पर बांधने दें
एक प्रारंभ करनेवाला / रोकनेवाला के माध्यम से DGND और AGND कनेक्ट करें
एक सिंगल ग्राउंड-प्लेन (DGND = AGND) है?

PS जैसा कि मैंने पढ़ा कि उद्देश्य AGND को परेशान करने के लिए DGND को रोकना है, मैंने मुख्य भू-तल को AGND के रूप में परिभाषित किया

pcb-design ground grounding

— Angs
स्रोत

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इस साइट पर ऐसे ही कई सवाल और जवाब मिले हैं। क्या आपने उन्हें खोजा है?

— प्लेसहोल्डर

सम्बंधित: "एडीसी मैदान का ग्राउंडिंग"

— दाविदकरी

संबंधित: "आप अलग जमीन के विमानों को जोड़ने के लिए एक प्रारंभ करनेवाला कैसे चुनते हैं?"

— दाविद

संबंधित: "एनालॉग ग्राउंड के बारे में टीक्यूएफपी और टीएफक्यूएन की अलग-अलग सलाह क्यों है?"

— दाविदसरी

मैं उन्हें पहले पढ़ता हूं, ओली ग्लेसर एक बहुत ही उपयोगी दस्तावेज को संदर्भित करता है जो टीआई भी दस्तावेज़ के आधार पर एक आवेदन पत्र के रूप में उपयोग करता है। उपरोक्त प्रश्न मेरे लिए एक आवेदन उदाहरण है। मेरा उद्देश्य उपरोक्त मामले के लिए एक पेशेवर के विचार को सुनना है।

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डिजिटल और एनालॉग आधारों का मेल काफी विवादास्पद मुद्दा है, और यह एक बहस / तर्क को अच्छी तरह से आग लगा सकता है। यह बहुत कुछ इस बात पर निर्भर करता है कि क्या आपकी पृष्ठभूमि एनालॉग, डिजिटल, आरएफ आदि है। यहां मेरे अनुभव और ज्ञान के आधार पर कुछ टिप्पणियां हैं, जो अन्य लोगों से अलग होने की संभावना है (मैं ज्यादातर डिजिटल / मिश्रित संकेत हूं)

यह वास्तव में इस बात पर निर्भर करता है कि आप किस प्रकार की आवृत्तियों (डिजिटल I / O और एनालॉग सिग्नल) पर चल रहे हैं। संयोजन / अलग आधार पर कोई भी काम समझौता करने में एक काम होगा - आप जिस उच्च आवृत्ति पर काम कर रहे हैं, आप अपने ग्राउंड रिटर्न पथ में इंडक्शन को बर्दाश्त कर सकते हैं, और अधिक प्रासंगिक रिंगिंग होगी (एक पीसीबी जो 5GHz पर दोलन करता है) अप्रासंगिक अगर यह 100Khz पर संकेतों को मापता है)। मैदान को अलग करके आपका मुख्य उद्देश्य शोर को चालू छोरों को संवेदनशील लोगों से दूर रखना है। आप इन कई तरीकों में से एक कर सकते हैं:

स्टार ग्राउंड

एक सामान्य, लेकिन काफी कठोर दृष्टिकोण यह है कि सभी डिजिटल / एनालॉग आधार को यथासंभव लंबे समय तक अलग रखा जाए और उन्हें केवल एक बिंदु पर एक साथ जोड़ा जाए। आपके उदाहरण पीसीबी पर, आप अलग से डिजिटल मैदान में नज़र रखेंगे और उन्हें पावर फीड में सबसे अधिक संभावना (पावर कनेक्टर या रेगुलेटर) में शामिल करेंगे। इसके साथ समस्या यह है कि जब आपके डिजिटल को आपके एनालॉग के साथ इंटरैक्ट करने की आवश्यकता होती है, तो उस करंट के लिए वापसी का रास्ता पूरे बोर्ड में आधा होता है और फिर से वापस आ जाता है। यदि यह शोर है, तो आप लूप को अलग करने में बहुत काम करते हैं और आप बोर्ड पर ईएमआई प्रसारित करने के लिए एक लूप क्षेत्र बनाते हैं। आप ग्राउंड रिटर्न पथ में इंडक्शन भी जोड़ते हैं जो बोर्ड रिंगिंग का कारण बन सकता है।

बाड़ लगाना

पहले वाले के लिए एक अधिक सतर्क और संतुलित दृष्टिकोण, आपके पास एक ठोस जमीन का विमान है, लेकिन शोर में कटौती के साथ शोर वापसी मार्गों में बाड़ लगाने का प्रयास करें (यू तांबे के साथ यू आकार) (लेकिन बल नहीं) एक विशिष्ट लेने के लिए वापसी धाराओं पथ (संवेदनशील ग्राउंड छोरों से दूर)। आप अभी भी ग्राउंड पाथ इंडक्शन को बढ़ा रहे हैं, लेकिन एक स्टार ग्राउंड की तुलना में बहुत कम है।

सॉलिड प्लेन

आप स्वीकार करते हैं कि ग्राउंड प्लेन का कोई भी त्याग इंडक्शन को जोड़ता है, जो अस्वीकार्य है। एक ठोस ग्राउंड प्लेन सभी ग्राउंड कनेक्शनों को न्यूनतम अधिष्ठापन के साथ कार्य करता है। यदि आप कुछ भी कर रहे हैं आरएफ, यह बहुत ज्यादा मार्ग है जो आपको लेना है। दूरी से शारीरिक अलगाव केवल एक चीज है जिसका उपयोग आप शोर युग्मन को कम करने के लिए कर सकते हैं।

छानने का एक शब्द

कभी-कभी लोग अलग-अलग ग्राउंड प्लेन को एक साथ जोड़ने के लिए फेराइट बीड लगाना पसंद करते हैं। जब तक आप डीसी सर्किट डिजाइन नहीं कर रहे हैं, यह शायद ही कभी प्रभावी है - आप अपने ग्राउंड प्लेन में बड़े पैमाने पर इंडक्शन और डीसी ऑफसेट को जोड़ने की अधिक संभावना रखते हैं, और संभवतः रिंगिंग।

ए / डी ब्रिज

कभी-कभी, आपके पास अच्छे सर्किट होते हैं जहां ए / डी या डी / ए को छोड़कर एनालॉग और डिजिटल को बहुत आसानी से अलग किया जाता है। इस मामले में, आपके पास अलग-अलग लाइन की दो प्लेटें हो सकती हैं जो A / D IC के नीचे चलती हैं। यह एक आदर्श मामला है, जहां आपके पास अच्छा पृथक्करण है और जमीन के विमानों को पार करने वाली कोई वापसी धारा नहीं है (आईसी के अंदर जहां यह बहुत नियंत्रित है) को छोड़कर।

नोट: यह पोस्ट कुछ चित्रों के साथ कर सकता है, मैं चारों ओर देखूंगा और उन्हें थोड़ा बाद में जोड़ूंगा।

— ओलिवर
स्रोत

दिलचस्प और सुखद पढ़ा। लेकिन मैं पिछले पैराग्राफ से नहीं समझता / सहमत हूं, जहां आप कहते हैं कि "आईसी के अंदर जहां यह बहुत नियंत्रित है" । क्या आपके पास कोई सबूत है कि एक आईसी में एनालॉग और डिजिटल मैदान छोड़कर एक दूसरे के लिए तैरना सुरक्षित है?

— दजार्दा

मैं उदाहरण ए / डीएस खोजने की कोशिश कर रहा हूं जहां ग्राउंडिंग चिप के अंदर है, लेकिन मैं संघर्ष कर रहा हूं। मैंने जो आखिरी प्रमुख डिज़ाइन किया वह एक ASIC के साथ था यही कारण है कि यह जुड़ा हुआ था। हालाँकि, चिप से सीधे जुड़ना भी काम करता है। एक टीआई ए / डी, पृष्ठ 68, ti.com/lit/ug/slau537/slau537.pdf के लिए इस eval बोर्ड के लेआउट पर एक नज़र डालें। आप विभिन्न आधार देख सकते हैं, विभाजन रेखा सीधे IC के नीचे चलती है जहाँ यह एक काफी बड़ी बूँद के साथ जुड़ता है।

— ओलिवर

जमीनी विमानों के साथ ए / डी ब्रिजिंग के साथ मुख्य बात यह है कि वापसी धाराओं के रास्ते में बहुत कम है जो दो को पार करते हैं इसलिए आप उन्हें विभाजित करके जो अधिष्ठापन जोड़ते हैं वह अक्सर नगण्य होता है (इसलिए आरएफ के लिए अच्छा है)।

— ओलिवर

यदि किसी सिस्टम में एक डिजिटल ग्राउंड है जो ऊपर और नीचे उछल रहा है, और एक एनालॉग ग्राउंड जो कुछ बाहरी डिवाइस से जुड़ा है जो ऊपर और नीचे नहीं उछल रहा है, तो एनालॉग ग्राउंड किसी चीज के सापेक्ष ऊपर और नीचे उछालने वाला है । एक इंट्रक्टर के माध्यम से एनालॉग ग्राउंड को डिजिटल ग्राउंड से जोड़ने का मतलब होगा कि एनालॉग ग्राउंड डिजिटल ग्राउंड के सापेक्ष उछल जाएगा, लेकिन बाहरी सर्किट के सापेक्ष उछाल नहीं होगा। डिजिटल जमीन के लिए एक कठोर कनेक्शन एनालॉग डिवाइस को उसके सापेक्ष रहने के लिए प्रेरित करेगा, लेकिन यह बाहरी डिवाइस के सापेक्ष उछाल का कारण होगा।

— सुपरकाट

@ सुपरकैट यह सच है, दोनों के बीच डीसी कनेक्शन होने का मतलब है कि डिजिटल ग्राउंड एनालॉग ग्राउंड को धक्का देगा और खींचेगा। जैसा कि मैंने कहा, यह समझौता में एक अभ्यास है। ग्राउंड रिटर्न पथ में इंडक्शन जोड़कर आप बोर्ड को दोलन करने और एनालॉग रिटर्न पथ के एसी विशेषताओं को पेंच करने की संभावना रखते हैं। निर्भर करता है कि डिजाइन के लिए आपकी प्राथमिकताएं क्या हैं।

— ओलिवर

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वास्तव में विभाजित जमीन के विमानों से दूर एक प्रवृत्ति रही है और इसके बजाय प्लेसमेंट जुदाई पर ध्यान केंद्रित कर रही है और वापसी वर्तमान पथ के लिए विचार कर रही है।

ग्राउंड प्लेन को विभाजित न करें, बोर्ड के एनालॉग और डिजिटल दोनों वर्गों के तहत एक ठोस विमान का उपयोग करें
कम प्रतिबाधा वर्तमान रिटर्न पथों के लिए बड़े क्षेत्र के ग्राउंड विमानों का उपयोग करें
ग्राउंड प्लेन के लिए 75% से अधिक बोर्ड क्षेत्र रखें
अलग एनालॉग और डिजिटल पावर प्लेन
बिजली विमानों के बगल में ठोस जमीन विमानों का उपयोग करें
एनालॉग पावर प्लेन के ऊपर सभी एनालॉग कंपोनेंट्स और लाइन्स और डिजिटल पॉवर प्लेन पर सभी डिजिटल कंपोनेंट्स और लाइन्स का पता लगाएँ
बिजली के विमानों में विभाजन पर निशान न लगाएं, जब तक कि बिजली के विमान के विभाजन पर जाने वाले निशान ठोस जमीन के विमान से सटे परतों पर न हों
ज़मीन वापसी की धाराएँ वास्तव में कहाँ और कैसे बह रही हैं, इसके बारे में सोचें
अपने पीसीबी को अलग एनालॉग और डिजिटल अनुभागों के साथ विभाजित करें
घटकों को ठीक से रखें

मिश्रित-सिग्नल डिज़ाइन चेकलिस्ट

अपने पीसीबी को अलग एनालॉग और डिजिटल अनुभागों के साथ विभाजित करें।
घटकों को ठीक से रखें।
ए / डी कन्वर्टर्स के साथ विभाजन को फैलाएं।
ग्राउंड प्लेन को विभाजित न करें। बोर्ड के एनालॉग और डिजिटल दोनों वर्गों के तहत एक ठोस विमान का उपयोग करें।
केवल बोर्ड के डिजिटल अनुभाग में डिजिटल सिग्नल को रूट करें। यह सभी परतों पर लागू होता है।
रूट एनालॉग सिग्नल केवल बोर्ड के एनालॉग सेक्शन में। यह सभी परतों पर लागू होता है।
अलग एनालॉग और डिजिटल पावर प्लेन।
बिजली विमानों में विभाजन पर निशान न लगाएं।
पॉवर प्लेन स्प्लिट के ऊपर जाने वाले निशान को सॉलिड ग्राउंड प्लेन से सटे लेयर्स पर होना चाहिए।
ज़मीन वापसी की धाराएँ वास्तव में कहाँ और कैसे बह रही हैं, इसके बारे में सोचें।
रूटिंग अनुशासन का उपयोग करें।

याद रखें कि एक सफल पीसीबी लेआउट की कुंजी विभाजन और रूटिंग अनुशासन का उपयोग है, न कि जमीनी विमानों का अलगाव। आपके सिस्टम के लिए केवल एक संदर्भ विमान (जमीन) होना लगभग हमेशा बेहतर होता है।

(संग्रह के लिए नीचे दिए गए लिंक से चिपकाया गया)

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

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

— JonRB
स्रोत

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मुझे लगता है कि आप सही हैं, लेकिन कुछ अतिरिक्त विचारों के साथ। मेरे अनुभव में, यह (लगभग) हमेशा डिजिटल और एनालॉग दोनों के लिए एक सिंगल ग्राउंड प्लेन रखना बेहतर होता है, लेकिन कंपोनेंट प्लेसमेंट के बारे में बहुत सावधान रहना चाहिए। डिजिटल और एनालॉग को अच्छी तरह से अलग रखें और हमेशा बिजली की आपूर्ति के लिए वापसी पथ पर विचार करें। याद रखें कि एक ठोस जमीन के विमान के साथ भी, जमीन के विमान के माध्यम से वापसी पथ संकेत पथ का यथासंभव निकटता से पालन करेगा, अर्थात यह सिग्नल ट्रेस का पालन करेगा, लेकिन जमीनी विमान पर। जो आपको बचना चाहिए वह है एनालॉग डिजिटल सर्किट के रिटर्न पथ को पार करते हुए शोर डिजिटल सर्किट का वापसी पथ - यदि ऐसा होता है तो आपके एनालॉग सर्किट के लिए जमीन शोर होगी और संदर्भ के लिए एक शांत जमीन के बिना आपके एनालॉग सर्किट को नुकसान होगा।

पीसीबी पर अपनी बिजली की आपूर्ति / आपूर्ति को ऐसी स्थिति में रखने की कोशिश करें कि वापसी पथ पार न करें। यदि यह असंभव है, तो किसी अन्य परत पर एक स्पष्ट ग्राउंड रिटर्न में डालने पर विचार करें (रॉकेटमैग्नेट द्वारा वर्णित "स्टार" टोपोलॉजी का अनुकरण करें) लेकिन उन संकेतों के बारे में सावधान रहें जो एनालॉग और डिजिटल वर्गों के बीच क्रॉस करते हैं जैसा कि रॉकेटमैग्नेट ने समझाया। एक समान तंत्र का उपयोग तब किया जा सकता है जब लगभग सभी पीसीबी डिजिटल होते हैं और बहुत छोटे एनालॉग ग्राउंड क्षेत्र (या इसके विपरीत) के लिए केवल एक आवश्यकता होती है। इस मामले में मैं एक डिजिटल ग्राउंड होने और एनालॉग ग्राउंड के लिए एक अन्य परत पर एक पुलिस वाले भरण का उपयोग करने पर विचार करेगा (यह मानते हुए कि आपके पास पर्याप्त परतें हैं)। इस बात पर विचार करें कि आपकी परतें कैसे खड़ी होती हैं और तांबे की परत को अपने एनालॉग सर्किट में सबसे करीब से भरती हैं।

डिकॉउलिंग (मूल्यों का मिश्रण) का भरपूर उपयोग करें। वैसे, ऊपर पीसीबी पर दिखाए गए तांबे के बड़े क्षेत्र बहुत कम करेंगे (एक गर्मी-सिंक के रूप में कार्य छोड़कर) क्योंकि किसी अन्य परत पर अंतराल को पार करने के लिए रिटर्न सिग्नल की अनुमति देने के लिए कोई भी vias दिखाई नहीं देता है। (यह देखें कि पीसीबी सॉफ्टवेयर "अनावश्यक" vias को नहीं हटाता है!)

— एंड्रयू
स्रोत

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मेरे अनुभव में, एक प्रारंभ करनेवाला द्वारा अलग किए गए जमीन के विमानों को जोड़ने के लिए सबसे अच्छा काम क्या है। यहां तक कि अगर डिजाइन केवल एनालॉग सिग्नल के लिए शक्ति का स्रोत प्रदान नहीं करता है, तो फीड में एक प्रारंभ करनेवाला भी डालें।

ढांच के रूप में

^{इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध}

इस प्रकार की व्यवस्था से मुझे डिजिटल सर्किटरी द्वारा उत्पन्न शोर की अस्वीकृति में सुधार करने में मदद मिली है।

वैसे भी, मुझे लगता है कि इष्टतम डिजाइन काफी हद तक आवेदन पर निर्भर करता है।

— मार्टिन पेट्रेई
स्रोत

@gbulmer क्षमा करें !!! मेरी मूल भाषा स्पेनिश है, और मैंने लिखने में गलती की। चाहे इसे सुधारा जाए। आपके अवलोकन के लिए धन्यवाद।

— मार्टिन पेट्रेई

आपकी अंग्रेजी मेरे स्पेनिश से बहुत बेहतर है कि मैं मदद करने के लिए खुश हूं।

— gulmer

@MartinPetrei आप L1 और L2 के मूल्यों की गणना कैसे करते हैं? क्या आपके पास देखने के लिए कोई संदर्भ पुस्तक / लिंक है?

— Peque

@Peque इंडिकर्स "चोक" इंडोर्स हैं, अर्थात शून्य डीसी प्रतिरोध (आदर्श) और उच्च आवृत्तियों पर जिन्हें आप अस्वीकार करना चाहते हैं। उदाहरण के लिए, आप इस तरह फेराइट मोतियों का उपयोग कर सकते हैं: 100 MHz रेंज पर अनुप्रयोगों के लिए ferroxcube.home.pl/prod/assets/wbchokes.pdf ।

— मार्टिन पेट्रेई