Jak wybrać induktor do łączenia oddzielnych płaszczyzn uziemienia?

19

Na płycie z oddzielnymi analogowymi i cyfrowymi płaszczyznami uziemienia połączonymi w jednym miejscu połączenie często wykonuje się za pomocą cewki indukcyjnej. Jak wybierany jest ten induktor? Oczywiście musi być w stanie obsłużyć wystarczającą ilość prądu, ale jakie inne czynniki są ważne?

Bardziej interesuje mnie rodzaj induktora niż jego wartość, ponieważ spodziewałbym się wypróbować różne wartości.

Jeanne Pindar
źródło
7
0 Henries to dobra wartość. Połączenie uziemienia z cewkami oznacza, że ​​nie będą one połączone przy wysokich częstotliwościach, więc nie są już uziemieniem. To nie brzmi jak dobry pomysł.
Olin Lathrop
Cała idea polega na tym, że nie chcesz, aby były łączone na wysokich częstotliwościach. Ma powstrzymywać szum z sekcji cyfrowej od analogowej.
Jeanne Pindar
9
Tak, słyszałem to kilka razy, ale to się nie sumuje. Podłączenie prawdziwych gruntów nie spowoduje rozprzestrzeniania hałasu, ponieważ ziemia jest odniesieniem, a nie hałasem. Jeśli chcesz utrzymać prądy powrotne wysokiej częstotliwości poza uziemieniem analogowym, podłącz je w jednym miejscu z odpowiednią topologią, nie próbuj blokować wysokich częstotliwości. Granie w gry filtrujące podstawy spowoduje więcej problemów niż rozwiąże.
Olin Lathrop
2
@OlinLathrop Hallelujah! Prawdziwe słowa nie zostały wypowiedziane. Nienawidzę zajmować się projektami, które mają celowe indukcyjności w ziemi. „Ale kiedyś działało ...”
Adam Lawrence
3
Nigdy nie zdawałem sobie sprawy z tego, jak prawdziwe jest stwierdzenie, że prąd zwrotny w płaszczyźnie uziemienia chce płynąć bezpośrednio pod przewodnikiem przewodzącym prąd przewodzący. Dopóki nie zobaczyłem tego małego wideo: youtube.com/… Możesz chcieć
przesłać

Odpowiedzi:

14

Inną szkołą myślenia jest zapomnienie cewki indukcyjnej i podzielonej płaszczyzny uziemienia. Zamiast tego użyj płaskiej płaszczyzny, ale ostrożnie umieść i poprowadź, aby sygnały cyfrowe / analogowe pozostały w odpowiednich częściach płytki drukowanej.

Układ

Zgodnie z poniższym rysunkiem, możesz zobaczyć (dla sygnałów wysokiej prędkości), że większość prądu powrotnego przepływa bardzo blisko śladu (x to odległość od środka śladu, h to wysokość śladu nad płaszczyzną):

Obecny przepływ

Nie ma czasu na szczegółowe informacje (spróbuję dodać więcej później), ale oto kilka doskonałych linków na ten temat:

Henry Ott - Układ sygnału mieszanego
TI - Wytyczne dotyczące układu wysokiej prędkości

Oli Glaser
źródło
4
Jednym ze sposobów, aby uzyskać te wartości w zasadzie 100%, jest utworzenie osobnych sieci dla każdej z pod-ziemi, a następnie połączenie ich z główną płaszczyzną uziemienia tylko w jednym miejscu. Główny prąd płaszczyzny uziemienia przenosi wtedy tylko nieuniknione prądy powrotne między blokami funkcjonalnymi, ale nie ma żadnego z potencjalnie nieprzyjemnych prądów w obrębie bloku.
Olin Lathrop
1
+1 za link do artykułu Henry Ott. Jeanne, powinieneś to przeczytać.
Rocketmagnet
5

Idealnie, uziemienie powinno wynosić 0 V wszędzie, więc spadek napięcia spowodowany jakąkolwiek impedancją jest wyeliminowany.

Olin zauważa, że ​​połączenie uziemienia z cewkami oznacza, że ​​nie będą one połączone przy wysokich częstotliwościach, więc nie są już uziemieniem. To jest poprawne. Ale jeśli całkowicie wyodrębnisz część cyfrową i analogową dla wysokich częstotliwości, nie będziesz potrzebować dla nich również ścieżki powrotnej uziemienia. Ma to sens tylko wtedy, gdy zablokujesz szum o wysokiej częstotliwości we wszystkich innych połączeniach. Zasilacze i sygnały. Użyłem do tego tłumików szumów Murata BLM; BLM18PG221SN1 ma rezystancję 100 maksymalnie mQ i impedancję 220 W przy 100 MHz.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

W połączeniu z kondensatorem otrzymujesz filtr drugiego rzędu, który poradzi sobie z szumem tego mikrokontrolera. Niska rezystancja oznacza minimalny spadek napięcia napięć zasilających.

Jeśli możesz trzymać szum HF z dala od części analogowej, możesz połączyć oba uziemienia bezpośrednio, ale w 1 punkcie.

Kiedy pracowałem z Philips Audio przewodowe kulki ferrytowe były czasem używane do łączenia uziemienia cyfrowego i analogowego:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Rezystancja prądu stałego mieści się w zakresie miliohmów, ale jak mówi Olin, przesuną one grunt dla HF, jeśli pozwolisz mu przejść na stronę analogową.

stevenvh
źródło
0

lepiej mieć jedną solidną płaszczyznę uziemienia i podzielić układ planszy niż podzielić obszary

Ruslan Migi
źródło
1
Nie we wszystkich przypadkach tak jest, czasem lepiej mieć dwa. W większości projektów, które napotkałem, lepiej mieć taki. Zależy to również od wielu innych czynników. Jeśli główny grunt ma już szum lub ma duże źródło szumu w trybie wspólnym, może być korzystne posiadanie dwóch uziemień.
Skok napięcia
Jeśli płyta ma mieszane zasilanie SMPS oraz sekcje analogowe i cyfrowe, płaszczyzna uziemienia musi być podzielona.
Sparky256