Quiero crear una placa que tenga componentes digitales de alta velocidad (específicamente el SAM3X8E - de arduino DUE) y un circuito de audio analógico.
Las partes analógicas fueron originalmente un escudo para el arduino. La razón por la que quiero crear una placa de modo mixto para combinar los dos circuitos en uno es porque solía tener mucho ruido. Después de buscar, la gente sugirió que esto es ruido del circuito digital y tendré que rehacer el tablero.
Este es un enlace con la pregunta original. Allí también encontrarás una imagen del esquema del escudo. Desacoplamiento adecuado
Mi pregunta es ¿cómo conecto a tierra todo el asunto? He visto muchos enfoques diferentes en subprocesos como estos: ¿Cómo debo conectar AGND y DGND (ENLACE 1) Punto de estrella en esquemas (ENLACE 2) Para la puesta a tierra de diseño de PCB de circuitos ADC múltiples, ¿por qué es importante "tierra de punto único"?
single-point-ground-imp (ENLACE 3) Entonces, ¿necesito tener diferentes planos GND para digital y analógico? Estaba considerando usar el 'enfoque de Star Ground', pero el primer enlace decía que es el menos eficiente. Trevor_G también dijo (en el segundo enlace): "Para este tipo de circuito, los planos de alimentación y tierra únicos integrales con un diseño adecuado para mantener los bucles de señal lo más cortos posible es mucho mejor". Entonces, ¿solo tengo un plano de tierra común?
Luego, lea estas dos pautas: https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5450 http://www.hottconsultants.com/techtips/split-gnd-plane.html
Descubrí que un avión GND es todo lo que se necesita. Pero muchas cosas no estaban claras y se perdieron en la teoría. Por ejemplo, ¿tengo que separar los dos planos? En caso afirmativo, ¿tienen que unirse en un solo lugar? ¿Necesito 'cortar' los dos planos? En caso afirmativo, ¿dónde exactamente lo corto? ¿Qué sucede cuando las señales analógicas ingresan al lado digital de la placa? ¿Como cuando la información analógica entra en el ADC del microcontrolador? Si de hecho hay un corte, ¿cómo se supone que debo enrutar los rastros? En general, ¿cómo diseño la capa GND?
Lo que haré: *Mantener las partes digitales alejadas de las partes analógicas - capa superior de cobre (¡gracias, peufeu!) *Usar dos reguladores, uno para el lado digital y otro para el lado analógico *Evitar que pasen la alimentación digital y la señal digital la misma área que el lado analógico (en todas las capas)
Una pregunta extra: *Vi en el enlace de intercambio de pila 3 para mantener las fuentes de alimentación en el lado digital del tablero. ¿Eso incluye el regulador analógico también? Pero la traza de potencia analógica tendrá que pasar por el lado digital... Pero cuando la señal analógica ingresa al ADC del microcontrolador, la señal analógica también ingresa al lado digital. Entonces, ¿es imposible separarlos?
No he rastreado todos los enlaces que ha enviado, pero aquí hay algunas reglas básicas que deberían ayudarlo. Tenga en cuenta que algunas personas lo guiarán de manera diferente, hay algunos que afirman mantener diferentes planos de tierra y conectarlos en un solo punto. Eso es posible de implementar, pero en mi humilde opinión es mucho más difícil, ya que es más importante asegurarse de que todas las señales rápidas tengan un plano de tierra debajo de ellas sin ninguna excepción. Los planos de tierra separados solo tienen sentido en la electrónica de potencia, donde podrías crear problemas de rebote en la tierra sin la separación. Para sistemas digitales rápidos, el desacoplamiento y buenos planos de tierra son más importantes.
Para entender esto, piense en la impedancia a altas frecuencias en combinación con rutas de retorno a través de la ruta de menor 'resistencia' (= impedancia).
Una señal rápida tiene su ruta de retorno justo debajo de la traza en el plano de tierra. No importa el cobre grueso y gordo que pueda tener en otros lugares. Si esa ruta de retorno se interrumpe por planos de potencia divididos o por cualquier otra causa, la señal no sigue el bucle más pequeño para regresar y, en cambio, crea grandes bucles que irradian. Lo mismo para la alimentación de dispositivos rápidos. Si no los desacopla correctamente colocando tapas de cerámica muy cerca de los pines de alimentación o si no tiene una vía de baja inductancia al plano de tierra, entonces tiene el mismo problema con las rutas de alimentación.
Aparte de eso, es bueno mantener las cosas analógicas y digitales lo más separadas posible, y también ejecutar trazas digitales y analógicas perpendiculares entre sí. Si tiene fuentes de alimentación conmutadas para circuitos analógicos, sí, manténgalas en la parte digital, luego filtrelas (RC, LC o LDO) y pase a otro plano o área.
Mezclar analógico y digital no es tan malo si comprende un buen diseño para evitar problemas de EMC.
Trevor_G
Pedro Smith