Necesito sugerencias para dividir el plano de potencia en un diseño de PCB de 4 capas

Ningún diseño mejorará de manera útil el aislamiento de ruido de su circuito. Si la sección analógica es lo suficientemente sensible como para que esto importe, entonces tendrá que aceptar que tendrá que hacer algunas compensaciones (en este caso, la compensación es más partes y complejidad) si desea mejorar el rendimiento analógico. Necesitas 2 reguladores, mínimo.

En primer lugar, no hay diferencia entre tierra y potencia. Es solo perspectiva. Puedo decir que su riel positivo está conectado a tierra y su conexión a tierra es realmente un riel de -3.3V, y no me equivoco. Pero, cómo ha elegido etiquetar las cosas llamando a mi tierra de riel de -3.3V, y a mi tierra un riel de 3.3V, tampoco está mal. El voltaje es relativo. Entonces, todas las cosas que se aplican a la conexión a tierra se aplican al poder, excepto que una sirve como referencia común, la otra no.

Dicho esto, nunca jamás divida aviones, tierra o energía. Está creando inductancia y capacitancia donde antes no había una cantidad significativa, y todas las cosas malas de los circuitos digitales están en forma de armónicos de alta frecuencia de banda ancha, y se acoplarán a través de caminos no resistivos/galvánicos si la división es uniforme. En primer lugar, solo sirve para aumentar el área del bucle de corriente alterna, aumentando la EMI tanto emitida como recibida, y entre el propio circuito y desde el exterior.

Debe particionar los planos y hacer que tanto su plano de potencia como el de tierra (que en realidad no son diferentes, recuerde) se dividan exactamente de la misma manera, solo el plano de potencia recibe alimentación en la puerta, ya que no necesita servir como un punto de referencia común, excepto a la sección analógica que alimenta. Desea que cualquier conexión común (ya sea a una tierra compartida o a un riel de alimentación compartido) se divida exactamente como la conexión a tierra del plano de corriente de retorno y se conecte al resto del circuito con la impedancia más baja posible. Entonces, esencialmente exactamente lo contrario de cualquiera de los diseños que está sugiriendo. Solo tiene un plano dividido, lo que permite señales a través de la división a través de su plano de tierra sin particiones, y los planos de potencia tienen una conexión de alta impedancia a través de perlas de ferrita. Esto no hará nada para mejorar su situación de ruido. Aquí hay una foto,

Las corrientes de retorno querían fluir justo debajo de las corrientes positivas, pero con toda esa impedancia en el camino, fluirá proporcionalmente más a través de los otros caminos disponibles, de los cuales el acoplamiento capacitivo e inductivo entre los planos es uno de ellos.

Este es un circuito correctamente particionado con secciones analógicas y digitales. El suministro analógico debe permanecer en la sección analógica, lo que le deja sin opciones en la parte del plano de potencia. Debe tener reguladores separados para cada sección analógica, así como uno para la sección digital, y la alimentación no regulada no debe ingresar a la sección analógica. Esto significa que cada regulador se coloca directamente detrás de cada ADC, ligeramente en la sección digital. No alimente la parte digital de los ADC con la fuente digital, aliméntelo con la fuente analógica pero a través de una perla de ferrita. Todas las entradas de energía deben mantenerse aisladas y encontrarse en una estrella directamente en la salida de cualquier suministro de voltaje más alto que las esté alimentando.

Para decirlo sin rodeos, si la sección analógica de su aplicación tiene una resolución lo suficientemente alta como para beneficiarse de los planos particionados, entonces debe usar 2 reguladores, uno para la sección analógica y otro para la digital. Si no está dispuesto a hacer esto, entonces no ganará nada dividiendo sus planos de poder en primer lugar. Simplemente colóquelo entre las dos secciones y listo. Y eso está bien, suponiendo que esté utilizando ADC de 12 bits.

Si está utilizando ADC de mayor resolución, necesitará 2 reguladores.

Más información: Puesta a tierra.

Imagen completa, conexión a tierra + alimentación, cómo configurar su riel/planos de alimentación teniendo en cuenta la conexión a tierra.