¿Puede el plano de tierra EMITIR ruido?

Tengo 3 terrenos separados en mi proyecto:

  • AGND: la tierra analógica es muy tranquila, corrientes relativamente suaves muy pequeñas
  • PGND: la tierra de alimentación utilizada para las tapas de derivación de alimentación y los circuitos relacionados con la fuente de alimentación son menos silenciosos
  • DGND: tierra sucia para controladores LED digitales, relés y cosas que causan horribles picos transitorios rápidos y picos de alta corriente

Estos terrenos corren sobre pistas/cables separados hasta una "estrella" en la placa de suministro de energía.

P: Si hago un área del plano de tierra que es DGND (la tierra "sucia"), ¿es más o menos probable que emita ruido que podría ser captado por los circuitos circundantes en lugar de hacer que los circuitos DGND hagan trazos regulares y usar otra tierra? como PGND para el plano de tierra?

En general, pensamos en la tierra como un camino de baja impedancia y bajo ruido. Pero si en realidad es realmente ruidoso como un suelo "sucio" que puede ver suficiente corriente para causar picos de 100 mV en relación con un suelo "silencioso" normal, ¿es adecuado para un plano de tierra o poner ruido en un plano grande causará más daño que ¿bien?

Parece que le faltan algunos condensadores de derivación en las fuentes de alimentación y / o las pistas de tierra deben ser más anchas para tener una impedancia más baja. Cuando los planos de tierra vayan a otra capa, únelos con muchas vías pequeñas. ¿Ha comprobado estos problemas?
Sí, en teoría, si la fuente de corriente se desvía lo suficientemente bien y la impedancia de la traza/los cables es lo suficientemente grande, los picos transitorios deberían eliminarse. Pero en la práctica esto simplemente no es así. Específicamente, tengo un controlador LED que es tan rápido que ninguna cantidad de bypass elimina el ruido. Jugué con él durante todo un día probando cosas diferentes y ni siquiera hizo una gran diferencia. Saque los LED y funciona muy bien. LED encendidos, ruido importante. Así que uso un suelo "sucio" completamente separado. Eso por supuesto lo arregla.
El voltaje y el ruido solo pueden existir de un punto a otro. Entonces, un avión GND puede ser "ruidoso" solo si tiene corrientes grandes y variables que viajan por él. Existe una buena posibilidad de que su situación mejore mucho simplemente creando un solo plano de tierra (en lugar de 3) que tenga la menor impedancia posible. No hay forma de que obtenga 100 mV de un punto a otro en un plano de cobre. Utilice la colocación inteligente de los componentes para minimizar la distancia recorrida por las altas corrientes en el avión. Considere agregar cobre adicional y vías para dar a las corrientes GND más altas un camino fácil.
¿Cuál es tu proyecto? Quiero decir, ¿tiene señales de bajo voltaje con salidas de alta impedancia en serie? Si no, probablemente no necesite una conexión a tierra analógica. Separar PGND de GND digital también parece una mala idea si sus tapas de derivación están conectadas a PGND. Las tapas de derivación deben estar lo más cerca posible de los pines IC que están pasando por alto y conectadas exactamente a la misma red eléctrica. De lo contrario, es casi inútil tener tapas de derivación.

Respuestas (2)

El pico que está viendo en el plano de tierra es en realidad una diferencia de voltaje debido a la corriente que pasa por la ruta de retorno de su controlador. Los cambios grandes y de alta velocidad en la corriente crean una diferencia de voltaje para varios puntos en la ruta de retorno debido a su inductancia. Para evitar que el ruido se derrame en el resto de sus circuitos, puede probar los siguientes enfoques:

  • No coloque el plano de tierra sucio en lugares donde no haya un camino actual. Un error común es hacer que este plano de tierra ocupe toda el área de la placa. Esto crea una gran placa de capacitor en áreas donde no hay corriente, y las partes del plano de tierra que no transportan corriente tienen picos de voltaje de la ruta de corriente adyacente.

  • Mantenga las cosas silenciosas y sus rastros lejos de este plano de tierra. Las huellas en una capa separada se pueden acoplar capacitivamente al plano.

  • Cuidado con los bucles. Idealmente, su ruta de corriente hacia y desde los dispositivos con alta frecuencia y alta corriente debe estar cerca y en paralelo para reducir el área del bucle y los voltajes inducidos asociados. Lo mejor es que la energía que sale y regresa de su fuente esté cerca y en paralelo en la medida de lo posible.

  • Mantenga cortos los recorridos de alta corriente.

Espero que esto ayude.

Ese fue un movimiento inteligente para crear un terreno 'sucio' para los LED. Un mejor término sería tierra de 'alta corriente' para dispositivos como LED, relés, etc. Una buena manera de silenciar este tipo de fuentes de alimentación es combinar inductores en serie> 100uH con capacitores de gran valor> 1000uF.

Mantener la conexión a tierra independiente: fue un movimiento inteligente, y sería la ruta de retorno para los condensadores de gran valor que mencioné. Tener una fuente de alimentación silenciosa de alta corriente evita la EMI y el ruido de acoplamiento cruzado de sus otras fuentes de alimentación. Esto debería mejorar lo que ya tiene en términos de ruido y ondulación.

¿Puede el plano de tierra EMITIR ruido?
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