जमीनी विमान में अंतर करने के लिए हतोत्साहित क्यों किया जाता है?

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समय-समय पर मैं सुनता (और पढ़ता हूं) कि डिजिटल और एनालॉग सर्किट भागों के लिए अलग-अलग गोंड प्लेन बनाना अच्छा नहीं है। अंगूठे के इस नियम में यह सब संक्षेप में दिया गया है: "Gnd विमान को विभाजित न करें, इसमें अंतराल न बनाएं।" आमतौर पर यह स्पष्ट विवरण के बिना आता है।

एक स्पष्टीकरण के लिए निकटतम मैं यह लिंक है: http://www.hottconsultants.com/techtips/tips-slots.html । लेखक बताते हैं कि वापसी धाराएँ खाई के चारों ओर झुकेंगी, जैसे कि धाराओं की सतह वाले क्षेत्र बड़े हो जाते हैं (उस सतह क्षेत्र की सीमाएँ 'प्रस्थान' और 'वापसी' करंट द्वारा परिभाषित होती हैं):

विभिन्न संकेतों की वापसी धाराओं को अंतर के कोनों पर एक साथ निचोड़ा जाता है, जिससे क्रॉस-टॉक होता है। वर्तमान छोरों का बड़ा सतह क्षेत्र ईएमसी का उत्सर्जन और चयन करेगा।

अब तक सब ठीक है। मैं समझता हूं कि इस तरह के अंतराल पर किसी भी सिग्नल को रूट नहीं किया जाना चाहिए। यह मानते हुए कि आप उस नियम को ध्यान में रखते हैं, क्या अब भी Gnd प्लेन में अंतराल (जैसे एनालॉग और डिजिटल सर्किट पार्ट्स के बीच विभाजन बनाना) खराब होगा?

— K.Mulier
स्रोत

यह एक बहुत ही अक्सर बहस का विषय है, कुछ लोगों को इस बात पर असहमत होना चाहिए कि आपको क्या करना चाहिए और क्या करना चाहिए (मैदान अलग रखें, या उन्हें अलग न रखें, आदि)। ध्यान रखें यह इस बात पर भी निर्भर करता है कि आप क्या करना चाहते हैं। उदाहरण के लिए, एक स्थिर वोल्टेज संदर्भ के साथ आप कुछ प्रकार के स्टार-ग्राउंडिंग चाहते हैं, जैसे कि अन्य स्रोतों से कोई वापसी धारा साथ नहीं आ सकती है और अपने मूल्यों को स्थानांतरित कर सकती है। जब आप 10 पीपीएम से कुछ वोल्ट सटीकता से काम कर रहे हों तो कुछ यूवी काफी हो सकते हैं।

— जोरेन वेस

बहुत बहुत शुक्रिया @JorenVaes। जब आप "स्टार ग्राउंडिंग के कुछ रूप" का उल्लेख करते हैं, तो आप व्यावहारिक रूप से कैसे पूरा करते हैं? मेरा मतलब है, आप ठोस जमीन के विमानों के साथ एक स्टार ग्राउंड कैसे बना सकते हैं?

— K.Mulier

एक ठोस जमीन विमान का उपयोग नहीं करके, मुझे लगता है। मैं इसमें कोई विशेषज्ञ नहीं हूं, और मैं आमतौर पर एनालॉग पीसीबी के लिए खुद को सीमित करता हूं जो ठोस जमीन के विमानों का उपयोग नहीं करते हैं।

— जोरेन वेस

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क्या आपको लगता है कि आपने एक प्लांटर स्लॉट एंटीना खींचा है ? एंटेना दोनों विकीर्ण करते हैं, जो आप नहीं चाहते हैं, और हस्तक्षेप प्राप्त कर सकते हैं, जो आप नहीं चाहते हैं। एक और कड़ी ।

— एरिक टॉवर्स

बहुत रुचि वाली टिप्पणी @EricTowers, मुझे एहसास नहीं था कि वास्तव में :-)

— K.Mulier

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उच्च आवृत्ति वापसी धाराएं अधिष्ठापन के कारण बाहरी धाराओं का पालन करना चाहती हैं।

यदि आप वापसी धाराओं को एक अलग रास्ता लेने के लिए मजबूर करते हैं तो कुछ बुरे काम होते हैं।

आप एक लूप बनाते हैं जो चुंबकीय हस्तक्षेप को प्राप्त और संचारित कर सकता है।
आप सिग्नल पथ में अतिरिक्त प्रेरण का परिचय देते हैं जो सिग्नल अखंडता को कम कर सकता है।

ध्यान दें कि तेज किनारों के साथ डिजिटल सिग्नल स्विचिंग दर कम होने पर भी मजबूत उच्च आवृत्ति स्पाइक्स का उत्पादन कर सकते हैं।

यह भी ध्यान दें कि बाहरी पथ हमेशा पटरियों को शामिल नहीं कर सकता है, यह एक घटक के अंदर हो सकता है। यहां तक कि अगर एक घटक में अलग एनालॉग और डिजिटल पावर और ग्राउंड पिन हैं, तो चिप के अंदर सीमा के पार कुछ सिग्नल होने की संभावना है।

कम आवृत्तियों पर OTOH प्रतिरोध द्वारा प्राइमरली निर्धारित पथ लेती हैं। बंटवारे के विमान पथ वापसी धाराओं को प्रभावित करने और साझा प्रतिबाधा से बचने के लिए एक उपयोगी तकनीक हो सकते हैं।

यदि आपके पास वास्तव में एक जगह है जहां सिग्नल मिश्रित-सिग्नल बाउंड्री को पार करते हैं तो विमान को विभाजित करना बहुत मायने रखता है, यह एनालॉग रिटर्न धाराओं को एनालॉग पक्ष पर रहने के लिए मजबूर करता है और डिजिटल रिटर्न धाराओं को डिजिटल पक्ष पर रहने के लिए।

यदि आपके पास कई स्थान हैं जहाँ संकेतों को मिश्रित सिग्नल सीमा (यानी कई एडीसी, कई एनालॉग स्विच चिप्स आदि) को पार करने की आवश्यकता होती है, तो विभाजन के फायदे बहुत अधिक संदिग्ध हो जाते हैं। प्रत्येक मिश्रित सिग्नल चिप को दो विमानों के बीच एक कनेक्शन की आवश्यकता होती है, लेकिन एक बार जब आप विमानों के बीच कई कनेक्शन डालते हैं तो आप उन्हें पहली जगह में विभाजित करने के बहुत सारे लाभ खो देते हैं।

— पीटर ग्रीन
स्रोत

आपका बहुत बहुत धन्यवाद। मान लीजिए कि मेरे पास केवल एक एडीसी है जो अंतर को पार कर रहा है। मुझे वास्तव में AGND और DGND विमानों को कहाँ से जोड़ना चाहिए? इस पृष्ठ पर ( Electronics.stackexchange.com/questions/306862/… ) मैंने पढ़ा: 'चलो अपने दो आधारों को नाम दें AGND और PGND (एनालॉग और पावर)। कुछ कहते हैं कि विभाजन करें, और ADC के तहत AGND / PGND या AGND / DGND से जुड़ें। इसका मतलब यह है कि एजीएनडी और पीजीएनडी के बीच चलने वाले किसी भी करंट को अब एडीसी के तहत ग्राउंड लिंक में बहना पड़ता है, जो सबसे खराब जगह है। ' लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि यह कथन सही है।

— मलियर

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तर्क डिजिटल और एनालॉग के लिए विभाजित आधार से दूर प्रवृत्ति के समान है। इसके सभी के बारे में वापसी वर्तमान

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 लगाएँ, 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

आपका बहुत बहुत धन्यवाद। बहुत दिलचस्प जवाब। तो Gnd- और पावर प्लेन के बारे में आपकी सलाह यह है: पूरे बोर्ड के लिए एक ठोस Gnd प्लेन बनाएं, और दो अलग-अलग पावर प्लेन - एक डिजिटल के लिए और एक एनालॉग पार्ट के लिए। सही?

— K.Mulier

बहुत ज्यादा। जब यह लेआउट की बात आती है, तो सब कुछ के लिए वापसी धाराओं के बारे में सोचना है

— जॉनआरबी

प्रत्येक और हर वापसी वर्तमान के लिए एक ट्रेसिंग रूट के बारे में क्या? मैं अपने डिजाइन पर अभी ऐसा करने की कोशिश कर रहा हूं - एक परीक्षण की तरह ;-)

— K.Mulier

आप ज़मीन की निरंतरता को ख़राब करते हैं। कभी-कभी इसकी आवश्यकता होती है (मैं चरण वर्तमान माप के लिए विज्ञापन कर रहा हूं) लेकिन ये अपवाद नहीं हैं। याद करो वर्तमान क्षेत्र की ताकत

— जॉनआरबी

"आप जमीनी निरंतरता को बिगाड़ते हैं" और "वापसी वर्तमान क्षेत्र को याद रखें" से क्या मतलब है?

— मलियर

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# 1 प्राथमिकता आपके बोर्ड पर सही जगह पर सामान रख रही है।

उदाहरण के लिए, यदि आपके पास बाईं ओर पावर एंट्री कनेक्टर, दाईं ओर मोटर नियंत्रक और इसके आउटपुट कनेक्टर और बीच में संवेदनशील एनालॉग बिट्स हैं, तो आप एक खराब शुरुआत से दूर हैं।

उच्च वर्तमान आउटपुट के ठीक बगल में पावर कनेक्टर रखें, जो उच्च धाराओं को स्वाभाविक रूप से प्रवाहित करता है जिससे आपका काम आसान हो जाता है।

इसके अलावा सबसे अच्छा आईएमओ स्प्लिट प्लेन (एजीएनडी, डीजीएनडी) का उपयोग करना है, फिर सभी घटकों को संबंधित विमान पर रखें, फिर अंत में ... विभाजन को हटा दें और इसे एक ठोस जमीन विमान में बदल दें। यह आपको एक अच्छा स्थान बनाने के लिए मजबूर करता है।

बाकी के लिए, यह सवाल कमोबेश एक जैसा है, मैं जवाब पढ़ने की सलाह देता हूं।

— peufeu
स्रोत

आपका बहुत बहुत धन्यवाद। लेकिन वास्तव में आप अंत में विभाजन को क्यों हटाएंगे?

— मलियर

यदि आप विभाजित होते हैं, तो सभी वर्तमान जो एक जमीन से दूसरे में प्रवाहित होते हैं, वे उस जगह से प्रवाहित होंगे जो वे जुड़े हुए हैं, जो आमतौर पर एडीसी है, यानी ऐसा होने के लिए सबसे खराब संभव जगह!

— peufeu

इस तरह एडीसी चिप की कल्पना करें: एनालॉग भाग कुछ इनपुट है, डिजिटल हिस्सा एसपीआई बस है। SPI बस से वापसी धाराएं ADC चिप पर वापस आती हैं। इसलिए वे DGND से AGND में जा सकते हैं, लेकिन लेआउट अच्छा होने पर भी ऐसा नहीं होना चाहिए। DGND से AGND में और कौन सी धाराएँ पार होंगी? (मैं आपके उत्तर की आलोचना नहीं कर रहा हूं। मैं वास्तव में यह सवाल पूछ रहा हूं क्योंकि मैं सीखना चाहता हूं ;-)

— K.Mulier

कोई भी सामान्य मोड जो आपके बोर्ड से जुड़े केबलों से आता है, या ESD स्ट्राइक, बोर्ड और आस-पास के मेटैलिक सामान के बीच कैपेसिटिव कपलिंग, बहुत सारी संभावनाएँ ...

— peufeu

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AVCC और DVCC जैसे पावर विमानों के लिए, उन्हें कनेक्ट न करें, आप उनके बीच फेराइट बीड की तरह एक फिल्टर लगा देंगे, या अलग-अलग नियामकों, बहुत सारे विकल्पों का उपयोग कर सकते हैं। DVCC शोर होगा, और शोर को एनालॉग आपूर्ति तक नहीं फैलाना चाहिए।

— peufeu

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अक्सर विरोधाभासी जानकारी के साथ यह एक कठिन विषय है। एक सामान्य उदाहरण जहां यह सामने आता है वह यह है कि एनालॉग से डिजिटल कन्वर्टर्स के लिए तांबा बिछाना। अक्सर डेटशीट एनालॉग ग्राउंड रिटर्न को डिजिटल हिस्से से अलग रखने और केवल एक बिंदु पर एक साथ बांधने को निर्दिष्ट करती है। डेटशीट अक्सर निर्दिष्ट करते हैं कि निर्दिष्ट सटीकता केवल तभी प्राप्त की जा सकती है जब चिप इस तरह से ग्राउंडेड हो।

यदि पूरा बोर्ड एक AtoD चिप था, तो यह आसान होगा लेकिन जब आप DtoA, Op amps, तुलनित्र और डिजिटल सर्किट को मिलाना शुरू करते हैं, तो यह जल्दी से अव्यावहारिक हो जाता है।

मैं अच्छे लेआउट प्रथाओं के बारे में दूसरों ने जो कहा है, उसे मैं नहीं बताऊंगा। समानांतर में प्रतिरोधों के समान, वर्तमान कम से कम प्रतिरोध के मार्ग में बहेगा। उच्च आवृत्ति पर, बोर्डों की प्रेरण महत्वपूर्ण प्रतिक्रिया में योगदान कर सकती है। ग्राउंड प्लेन में सिग्नल ट्रेस के नीचे रिटर्न करंट के लिए कम से कम प्रतिक्रिया का रास्ता सही होगा।

जब ग्राउंड प्लेन में अंतराल होते हैं, तो रिटर्न करंट को उस मार्ग पर वापस लंबा रास्ता अपनाना पड़ता है जिसके परिणामस्वरूप एक बड़ा लूप और उच्चतर इंडक्शन होता है।

इस विषय पर अधिक विस्तृत जानकारी के लिए, मैं हेनरी डब्ल्यू। ओट द्वारा विद्युत चुम्बकीय संगतता इंजीनियरिंग की सिफारिश करूंगा। यह EMC पर बाइबिल है।

— user125718
स्रोत