Como você escolhe um indutor para conectar planos de terra separados?

Em uma placa com planos de terra analógicos e digitais separados conectados em um único local, a conexão é geralmente feita com um indutor. Como esse indutor é escolhido? Obviamente, ele deve ser capaz de lidar com corrente suficiente, mas que outros fatores são importantes?

Estou mais interessado no tipo de indutor do que no valor, pois esperaria tentar valores diferentes.

noise ground inductor

— Jeanne Pindar
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0 Henries é um bom valor. Conectar terras com indutores significa que elas não serão conectadas em altas frequências; portanto, não serão mais terras. Isso não parece uma boa ideia.

— Olin Lathrop

A idéia é que você não deseja que eles sejam conectados em altas frequências. Deveria manter o ruído da seção digital longe da analógica.

— 31412 Jeanne Pindar

Sim, já ouvi isso algumas vezes, mas isso não acontece. A conexão de terras verdadeiras não vai espalhar o ruído, porque a terra é a referência, não o ruído. Se você deseja manter as correntes de retorno de alta frequência fora do terra analógico, conecte-as em um local com a topologia correta, não tente bloquear as altas frequências. Jogar jogos filtrando motivos causará mais problemas do que resolverá.

— Olin Lathrop

@OlinLathrop Hallelujah! Palavras mais verdadeiras não foram ditas. Eu odeio ter que lidar com projetos que têm indutâncias deliberadas no terreno. "Mas costumava funcionar ..."

— Adam Lawrence

Eu nunca percebi o quão verdadeira é a afirmação de que a corrente reversa no plano de terra quer fluir logo abaixo do condutor que carrega a corrente direta. Até eu ver esse pequeno vídeo: youtube.com/… Você pode encaminhar para cerca de 12'00 "

— jippie

Respostas:

Outra escola de pensamento é esquecer o indutor e dividir o plano de terra. Em vez disso, use um plano sólido, mas use posicionamento e roteamento cuidadosos para garantir que os sinais digitais / analógicos permaneçam em suas respectivas partes do PCB.

Layout

De acordo com a figura abaixo, você pode ver (para sinais de alta velocidade) a maior parte da corrente de retorno fluir muito perto do traço (x é a distância do centro do traço, h é a altura do traço acima do plano):

Fluxo de corrente

Não há tempo para entrar em mais detalhes agora (tentarei adicionar mais tarde), mas aqui estão alguns excelentes links sobre o assunto:

Henry Ott - TI de layout de sinal misto
- Diretrizes de layout de alta velocidade

— Oli Glaser
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Uma maneira de obter esses valores para basicamente 100% é criar redes separadas para cada um dos sub-aterramentos e conectá-los ao plano principal de terra em apenas um lugar. A corrente principal do plano de terra carrega apenas as inevitáveis correntes de retorno entre os blocos funcionais, mas não nenhuma das correntes potencialmente desagradáveis dentro de um bloco.

— Olin Lathrop

+1 por link para o artigo de Henry Ott. Jeanne, você deveria ler isso.

— Rocketmagnet

Idealmente, o seu aterramento deve ser de 0 V em todos os lugares, para que haja uma queda de tensão devido a qualquer impedância.

Olin observa que conectar terras com indutores significa que elas não serão conectadas em altas frequências; portanto, não serão mais terras. Está correto. Mas se você isolar completamente sua parte digital e analógica para altas frequências, também não precisará de um caminho de retorno ao solo. Isso faz sentido se você bloquear o ruído de alta frequência em todas as outras conexões. Fontes de alimentação e sinais. Eu usei supressores de ruído Murata BLM para isso; um BLM18PG221SN1 tem uma resistência CC de 100 mΩ no máximo e uma impedância de 220 Ω a 100 MHz.

insira a descrição da imagem aqui

Combinado com um capacitor, você obtém um filtro de segunda ordem que lida com o ruído do microcontrolador. A baixa resistência significa uma queda de tensão mínima nas tensões de alimentação.

Se você conseguir manter o ruído HF longe da parte analógica, poderá acoplar os dois motivos diretamente, mas em um ponto.

Quando trabalhei com as esferas de ferrite com fio da Philips Audio, às vezes eram usadas para conectar o terra digital e analógico:

insira a descrição da imagem aqui

A resistência CC está na faixa de miliohm, mas, como Olin diz, eles compensarão o solo para HF se você permitir que ele passe para o lado analógico.

— stevenvh
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é melhor ter um plano de terra sólido e particionar o layout da sua placa do que terrenos divididos

— Ruslan Migi
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Nem em todos os casos, não é, às vezes é melhor ter dois. Na maioria dos projetos que encontrei, é melhor ter um. Também depende de muitos outros fatores. Se o seu aterramento principal já tiver ruído ou tiver uma fonte de ruído grande no modo comum, pode ser vantajoso ter dois aterramentos.

— Voltage Spike

Se a placa tiver fornecimento SMPS misto e seções analógicas e digitais, o plano de aterramento deverá ser dividido.

— precisa saber é o seguinte