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如何辨别模拟地和数字地 电路设计之在PCB规划中正确设置地线

前言

什么是接地?所谓接地其实就是系统中一切 信号 的参考点。理想状况下,地线上只要零伏的电势。然而在事实环球中,所谓地平面其实就是具备必定阻抗才干的导体所承载的信号。有了阻抗,那么流过该低空的 电流 会造成导体上的电势在不同点处不同。经过坚持较低的地线导体阻抗可成功良好接地,从而最大水高山缩小地线上的电势差。在设计多层电路板时,普通专门设置一层用于接地层,接地层中大面积的铜箔会降低地平面上的阻抗。

地平面宰割

普通来说,许多人将接地平面分为 模拟 局部和数字局部,并在整个平面上启动了宰割。模拟电路位于平面的模拟局部之上,而系统的数字局部位于数字局部之上。最终,这两个接地点从新归为系统 电源 。然而咱们经常会遇到一些,外部集成了模拟电路和 数字电路 ,那么咱们怎样处置这种器件的接地呢?

就拿数据转换器来说,无论是 数模转换器 (D / A)还是 模数转换器 (A / D),通常都跨接在此局部上,而且普通有两个接地引脚:一个称为模拟接地(AGND),另一个是数字地(DGND)。很多人看到这里会想当然地以为模拟地引脚接到模拟地平面,数字地引脚接到数字地平面,这样的想法是不对的,接上去咱们会剖析。

在IC数据手册上,厂家普通会倡导用户在器件封装处将AGND和DGND连在一同。这点仿佛与要求辨别模拟地和数字地的倡导相抵触,其实并不存在抵触。这些引脚的“模拟地”和“数字地”标志是指引脚所衔接到的 转换器 外部局部,而不是引脚必定衔接到的系统地。关于,这两个引脚通常应该连在一同,而后衔接到系统的模拟地。由于转换器的模拟局部不可耐受数字电流经由焊线流至 芯片 时发生的压降,因此不可在 IC 封装外部将二者衔接起来,但它们可以在外部连在一同。所以芯片外部只管AGND和DGND连在一同了,然而外部其实分开的,二者只是取同一个参考点而已。

C的电源线处置方法

说完了地线,咱们再说说ADC的电源线处置方法,其实就是把IC的电源一分为二,经过磁珠启动隔离,从而防止数字电路中的搅扰经过电源串扰到模拟电路中,其中白色线衔接的是IC的去耦电容,去耦电容接到数字地上,要记住,去耦电容要距离 数字电源 供电 端越近越好,从而成功最小的去耦环路。

那么两个地平面怎样衔接呢?普通来说可以用0R 电阻 ,或许磁珠,或许背靠背 肖特基 二极管 ,0R电阻其实是有必定阻值的,关于搅扰信号有必定的削弱作用,同时电阻的高频等效模型中,在高频条件下,电阻能体现出电感特性,还能起到电感滤波的作用,磁珠的话也是一样,在高频条件下,会体现出理性,然而关于低频搅扰,就比拟无能为力了,关于二极管,要决定低正向压降的肖特基二极管,由于二极管的单导游电性,能有效防止串扰在两个地平面之间构成回路。

总结

所以总结一下就是,地平面要分为模拟地和数字地两大区,模拟电路以及数字电路按区搁置,同时电源也要辨别,两大地平面要经过磁珠或许二极管启动隔离。


怎样分辨PCB板上的模拟电路和数字电路?怎么找模拟地与数字地?

阻容件多的地方,没有大芯片的地方,有电感的地方,信号最前端和最后端,这些都是模拟电路的地盘,它们的地线是模拟地,CPU的地线是数字地。

模拟地和数字地引发的思考

探讨模拟地与数字地:布局策略的抉择

在PCB设计的迷宫中,一个常见的议题困扰着工程师们:模拟地(AGND)与数字地(DGND)在布局时是否应当严格区分?这是一个关于信号完整性与系统稳定性的微妙问题,值得我们深入剖析。

首先,让我们追溯一下概念的起源。 在音频ADC设备的早期发展中,由于模拟信号和数字信号的地没有明确区分,导致性能受限。 由此,AGND和DGND的概念应运而生,旨在解决这个问题。 随着半导体技术的进步,信号速度的提升使得地线隔离的必要性变得复杂。 高速电路设计中,一些专家建议不严格区分,而另一些则坚持传统的做法。

在《哲学原理》中,我们看到事物的发展并非线性,而是螺旋式上升,这同样适用于对电子知识的理解。 过去,模拟地与数字地的严格区分被认为是保证系统稳定性的关键,但现在,这个观点正面临挑战。 在电子论坛的讨论中,关于PCB地布局的问题层出不穷,可见其争议之深。

深入理解模拟地和数字地的差异至关重要。 模拟信号需要一个纯净的参考平面,而数字信号因其快速变化,会在地线上产生噪声。 数字地如同汹涌的海洋,模拟地则像平静的小溪,如何平衡二者,是设计者必须面对的抉择。 有人建议在四层板上通过中间层作为大的参考平面,以吸收数字信号的噪声,但这也可能需要更高的层数来确保效果。

然而,不同的设计案例呈现出复杂性。 有的电路采用开槽策略,将电源输入路径分开,如同马路上的机动车道与人行道,而有的芯片设计则不区分模拟地和数字地。 这使得问题变得更加微妙,没有固定的答案,设计者需要根据项目特性灵活选择。

在挑选参考文献时,Johnson和Kester的著作提供了宝贵的指导,他们强调了在混合信号系统中正确接地的重要性。 至于磁珠、0欧姆电阻和电感这些关键器件,它们在区分模拟地和数字地时,需谨慎使用,以避免引入额外的噪声或电位差。

总之,模拟地与数字地的布局策略并非一成不变,而是需要在实践中不断试验和优化。 理解这些概念的本质和适用场景,结合具体项目需求,才是解决问题的关键。 电子设计的世界充满了挑战与探索,欢迎各位同行一起交流,共同提升我们的设计实践。

pads画电路板时怎么区分模拟地和数字地,两者区别

如果有模拟地数字地的区别,则在原理图阶段就会有这两种属性的地网络,导入网络表到PCB中后也会有这两种不同属性的地。 所以,在原理图设计阶段就应该规划好。 如果该区分这两种地而没有区分,则可能因地上的电流波动导致数字电路中误动作误判断。

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