Comment choisissez-vous une inductance pour connecter des plans de masse séparés?

Sur une carte avec des plans de masse analogiques et numériques séparés connectés en un seul endroit, la connexion est souvent effectuée avec une inductance. Comment est choisi cet inducteur? De toute évidence, il doit être capable de gérer suffisamment de courant, mais quels autres facteurs sont importants?

Je suis plus intéressé par le type d'inductance que par la valeur, car je m'attendrais à essayer différentes valeurs.

noise ground inductor

— Jeanne Pindar
source

0 Henries est une bonne valeur. La connexion des masses avec des inducteurs signifie qu'elles ne seront pas connectées à des fréquences élevées, donc elles ne sont plus des masses. Cela ne semble pas être une bonne idée.

— Olin Lathrop du

L'idée est que vous ne voulez pas qu'ils soient connectés à des fréquences élevées. Il est censé éloigner le bruit de la section numérique de la section analogique.

— Jeanne Pindar

Oui, j'ai entendu cela plusieurs fois, mais cela ne correspond pas. Connecter de vrais terrains ne va pas propager le bruit car la terre est la référence, pas le bruit. Si vous voulez garder les courants de retour haute fréquence hors de la masse analogique, connectez-les au même endroit avec la bonne topologie, n'essayez pas de bloquer les hautes fréquences. Jouer à des jeux de filtrage des terrains causera plus de problèmes qu'il n'en résoudra.

— Olin Lathrop du

@OlinLathrop Hallelujah! Des mots plus vrais n'ont pas été prononcés. Je déteste devoir faire face à des conceptions qui ont des inductances délibérées dans le sol. "Mais ça fonctionnait ..."

— Adam Lawrence

Je n'ai jamais réalisé à quel point la déclaration est vraie: le courant inverse dans le plan de masse veut passer juste sous le conducteur transportant le courant direct. Jusqu'à ce que je voie cette petite vidéo: youtube.com/… Vous voudrez peut-être transmettre à environ 12'00 "

— jippie

Réponses:

Une autre école de pensée est d'oublier l'inducteur et le plan de sol divisé. Utilisez plutôt un plan solide, mais utilisez un placement et un routage soigneux pour vous assurer que les signaux numériques / analogiques restent dans leurs parties respectives du PCB.

Disposition

Selon la figure ci-dessous, vous pouvez voir (pour les signaux à grande vitesse) la plupart du courant de retour circule très près de la trace (x est la distance du centre de la trace, h est la hauteur de la trace au-dessus du plan):

Flux de courant

Pas le temps d'entrer dans les détails pour le moment (j'essaierai d'en ajouter plus plus tard) mais voici quelques excellents liens sur le sujet:

Henry Ott - Disposition des signaux mixtes
TI - Consignes de disposition à haute vitesse

— Oli Glaser
source

Une façon d'obtenir ces valeurs à 100% est de créer des réseaux séparés pour chacun des sous-sols, puis de les connecter au plan de masse principal en un seul endroit. Le courant du plan de masse principal ne transporte alors que les courants de retour inévitables entre les blocs fonctionnels, mais aucun des courants potentiellement désagréables à l'intérieur d'un bloc.

— Olin Lathrop du

+1 pour le lien vers l'article de Henry Ott. Jeanne, tu devrais lire ça.

— Rocketmagnet

Idéalement, votre terre doit être de 0 V partout, donc une chute de tension due à une impédance est supprimée.

Olin note que la connexion des masses aux inductances signifie qu'elles ne seront pas connectées à des fréquences élevées, donc elles ne sont plus des masses. C'est correct. Mais si vous isolez complètement votre partie numérique et analogique pour les hautes fréquences, vous n'aurez pas non plus besoin d'un chemin de retour à la terre. Cela n'a de sens que si vous bloquez le bruit haute fréquence dans toutes les autres connexions. Alimentations et signaux. J'ai utilisé des suppresseurs de bruit Murata BLM pour cela; un BLM18PG221SN1 a une résistance CC de 100 mΩ maximum et une impédance de 220 Ω à 100 MHz.

entrez la description de l'image ici

Combiné avec un condensateur, vous obtenez un filtre de second ordre qui traitera ce bruit de microcontrôleur. La faible résistance signifie une chute de tension minimale dans les tensions d'alimentation.

Si vous pouvez éloigner le bruit HF de la partie analogique, vous pouvez coupler les deux motifs directement, mais en 1 point.

Lorsque je travaillais avec Philips Audio, des billes de ferrite câblées étaient parfois utilisées pour connecter la masse numérique et analogique:

entrez la description de l'image ici

La résistance CC est de l'ordre du milliohm, mais comme Olin le dit, elle compensera la terre pour HF si vous la laissez passer du côté analogique.

— Stevenvh
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il vaut mieux avoir un plan de masse solide et partitionner la disposition de votre carte que les terrains divisés

— Ruslan Migi
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Pas dans tous les cas ce n'est pas le cas, parfois il vaut mieux en avoir deux. Dans la plupart des modèles que j'ai rencontrés, il vaut mieux en avoir un. Cela dépend également de nombreux autres facteurs. Si votre masse principale est déjà bruyante ou a une grande source de bruit en mode commun, il peut être avantageux d'avoir deux masses.

— Voltage Spike

Si la carte a une alimentation SMPS mixte et des sections analogiques et numériques, le plan de masse doit être divisé.

— Sparky256