¿Cómo enrutar la energía en un diseño de plano dividido?

Estoy trabajando en una placa de medición analógica sensible. El diseño actualmente tiene planos de tierra divididos para analógico y digital que están vinculados debajo de los ADC, como se describe en la nota MT-031 de Analog Devices . Hay varios ADC. Si bien esto parece una buena manera de manejar la tierra, no estoy seguro de cómo distribuir la energía a las secciones analógicas.

Esto es para una aplicación analógica de frecuencia relativamente baja (< 1kHz) pero de muy alta precisión (ENOB > 18).

Aquí hay bocetos de tres diseños posibles. El negro son los lazos de tierra (que conectan los planos divididos), el rojo son los rastros de distribución de energía. Puede suponer que cada dominio está debidamente desacoplado, nada cruza los espacios en los planos de tierra, hay un plano de potencia en cada dominio y las salidas digitales de la sección analógica van directamente sobre la conexión a tierra (y son lo más cortas posible). La energía analógica y digital son producidas por reguladores LDO separados.

Diseño 1: la alimentación al dominio analógico pasa por el dominio digital y entra junto a (o sobre) la conexión a tierra. Si bien la energía se mantiene lo más lejos posible de los rastros de señales digitales (y al otro lado de un plano de tierra), aún puede haber algo de captación de ruido.

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Diseño 2: la potencia va desde el dominio de potencia a cada dominio analógico directamente. Esto necesariamente cruza algunas de las divisiones en los planos de tierra.

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Diseño 3: la energía va desde el dominio de energía a cada dominio analógico directamente y se empareja con conexiones a tierra para la corriente de retorno. Esto necesariamente crea algunos bucles en el suelo.

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Diseño 4: Cada dominio analógico tiene sus propios reguladores LDO para energía, ubicados dentro de él. Estos se alimentan de la energía no regulada (batería) de la misma manera que en 1. Obviamente, son menos preferidos ya que aumenta mucho la cantidad de componentes de energía.

¿Cuál de estos es probable que produzca el menor ruido y por qué?

En su tercera imagen, ¿por qué incluye las dos conexiones a tierra horizontales? No son necesarios.
@VladimirCravero: Están ahí para que las señales digitales que se cruzan en ese punto puedan enrutarse sobre la conexión a tierra. Es cierto, pueden no ser necesarios; pero si no están allí, la corriente de retorno tendría que tomar el camino más largo. ¿Podría explicar más lo que tiene en mente?
estas rutas de retorno deben conectarse a la tierra digital de su circuito integrado analógico y no al plano de tierra analógico. cualquier ENOB 18 o cualquier IC analógico debe tener una tierra separada para el circuito digital.
@VladimirCravero: De Analog Devices MT-031: "los pines AGND y DGND deben unirse externamente al plano de tierra analógico ". Este es ciertamente un tema confuso :)

Respuestas (1)

Iría por el número 1 porque no hay posibilidad de que los picos causados ​​por los chips digitales en el riel "rojo" puedan ingresar a la parte analógica del rojo. PERO PERO PERO...

Debe explicar qué entradas analógicas externas hay y cómo conservan el aislamiento de CUALQUIER conexión a tierra local o de otro tipo. Esto podría ser un asesino sin entradas diferenciales decentes o alguna otra forma de aislamiento.

También debe explicar qué puede o no estar conectado a tierra en la placa de circuito y la capacitancia a través del transformador que crea el suministro básico de CC. Si funciona con batería, entonces no hay problemas.

Todo es flotante / alimentado por batería; las entradas analógicas también son de una fuente flotante y son diferenciales, si eso ayuda.
Suena genial para mí amigo.
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