Здравствуйте!
У меня на плате предполагается одновременное использование DAC AD1852, DAC CS4344 и кодека PCM2903. В даташите на AD1852 и оценочной плате земли разделены и рядом с ЦАП соединены ферритовой бусинкой. У CS4344 разделения земель нет. У PCM2903 вроде цепи земель разделены. Как лучше поступить? Разделять аналоговую и цифровую земли или сделать одну?

Сделать одну.

А какое то обоснование? Я читал мануалы Analog Device где они советуют соединять цепи разных земель, но они элегантно добавляют, что это верно для преобразователей с низким потреблением цифровых токов.

Везде пишут, что аналоговая и цифровая земли выполняются отдельными полигонами и соединяются в одной точке. Других рекомендаций я пока не встречал ...

Есть варианты http://www.ti.com/lit/an/slyt499/slyt499.pdf
Рисунок 2 и рисунок 3

Пока гуры не начали советовать "ставить чипбиды по-интеловски" и пр. , нельзя не отметить важнейший хинт, который позволяет сразу определить ценность той или иной бумаги- возьмем к примеру ссылку на бумажки техасских инструментов:

Так вот суть в чем, когда вы видите такие имена в начале то примерно в 95% случае далее можно(а точнее нужно) ничего не читать, а удалить это все своего компьютера через Shift+Del Здесь не нужно приводить в качестве примера борды где стоят несколько RF ADC/DAC, быстрых и здоровых плис и VRM "в упор" без разделения земель, а достаточно просто не забывать что:
1) Первые и самые важные характеристики земли это ее индуктивность и сопротивление, чем они меньше тем лучше. Если земля говно, то можно резать и так и сяк, класть любые фильтры- все без толку. Земля должна быть цельной во всех смыслах.
2) Следующим в списке идет конфигурация return path, т.к. землю в первую очередь имеет смысл рассматривать не как "0V",а как неотъемлемую часть return path- и соответственно что "находится в зоне" return path "относящегося к такому-то компоненту" и как это все выглядит на плате(геометрически).
Все эти резчики по землям ничего путного не насоветуют, инфа 100 Конкретно говоря про техасские инструменты, там этого дерьма валом- есть даже особые шедевры типа:

И многие их коллеги примерно на том же уровне, например аналоговые девицы(без тех ребят что из LT конечно) . Короче говоря, ничего не надо резать- нужно правильно организовывать размещение и PDN.

А можно как то более развернуто?

Более развернуто что?

Ответить на вопрос

Это несерьезно- вы лучше скажите что конкретно в ранее мною сказанном вызывает вопросы: впрочем если это что-либо из озвученных пунктов, то тут к сожалению только заново учить самые основы

ну тема уже жевана пережевана на самом деле. Тут все просто, единый план питания это по самым последним веяниям самое лучшее решение.
Потому что как уже сказано выше, единый план питания обладает минимальной индуктивностью.

Чтобы не было проблем с аналоговой и цифровой землями или аналоговой и какой то еще "землей" надо просто учесть пути возвратных токов от тех самых цифровых или каких то других цепей от которых могут быть помехи.
Путь возвратного тока по плану питания всегда идет по кратчайшему пути. На плане который не изрезан это крайне просто, проводите прямую от цепи к ее источнику питания.
Вот на этой прямой не должно быть аналоговых цепей.
Вот и вся теория.

Путь возвратного тока идет по:
- пути наименьшего сопротивления для сигналов с "низкой частотой"
- пути наименьшего импеданса для сигналов с "высокой частотой"
Есть очень неплохая картинка(и одно из ее больших достоинств заключается в том что в нее имеет смысл вглядываться ) показывает суть

Что крайне важно, картинка оперирует понятием rise time- что и есть правильно, т.к. в случае "высокой частоты" rise time логично будет малым, а в случае "низкой частоты" оно может не быть а может и быть Т.е. вообще говоря все эти резчики по земле противоречат сами себе потому как далее в их гайдах логично следует другая картинка:

Правда они очень любят в своих гайдах для резчиков очень сомнительно показывать именно "геометрию" return path, однако художественные вымыслы индусов это тема отдельной передачи . В конце концов, с того же старта как раз можно начать говорить о возвратном пути когда хайспиды положены не по земле а по питанию- а еще лучше точнее когда первое сменилось вторым

Ну и это, помимо сохранения цельной земли важно не думать что фильтрация и decoupling это одно и тоже

Засыпте Залейте всё одной хорошей землёй и это будет лучший вариант в вашем случае я думаю.
И да, индусы тоже бывают грамотные иногда.

Иногда бывают, безусловно

В моем случае, если залить все одной землей, то на пути довольно большого цифрового возвратного тока будут аналоговые цепи. Причем потреблять этот ток будет буквально одна микросхема... Как в таком случае делать? Вести "землю" для этой микросхемы отдельным проводником в обход аналоговых цепей?

Очень хочется выдать пост, но правила форума не пропустят содержание- поэтому зайдем с другой стороны: вы можете привести скриншоты вашей платы и заодно отметить то что у вас там "протекает по аналоговым цепям"? А то читать такое нереально

Автор вероятнее всего мастерит очередной USB-свисток.

Ну платы пока нет, но требуемое расположение разъемов предполагает ситуацию, которую я описал. А что непонятно? Вверху платы источник цифрового питания, слева внизу ЦАПы, посередине аналоговая часть, справа внизу микросхема с цифровым питанием. Если провести линию кратчайшего пути до источника цифрового питания, то эта линия заденет аналоговую часть. Заденет, как ни крути.

Практически во всех похожих темах "проэкт" как правило представляет из себя цирк уродов, в стиле "жаба е-т гадюку"- т.е. до основного вопроса там еще идти и идти, но после выброса в помойку конечно

Что значит "заденет" и что с этого должно случиться?

Разместите цепи так чтобы через них не протекал возвратный ток.
Если это невозможно, не представляю как , но допустим.невозможно, тогда вы можете замедлить возвратные токи цифрового питания за счет использования ferrite bead и батареи конденсаторов.
Если в цепи цифрового питания стоит ferrite bead то возвратный ток будет не быстрее того, который проходит через ferrite bead.
Но придется поставить дополнительные конденсаторы непосредственно у потребителя цифроаого питания.

Резать землю не вариант. Если вы порежете землю, то создадите длинный путь обхода цифровым током зоны с аналоговыми цепями. Этот путь будет работать как распределеная индуктивность.
И даст два нежелательных результата, первое уровень земли будет скакать у потребителия цифрового питания, второе, ток протекая по этому пути будет наводить помехи на все цепи до которых 2дотянется".
То есть конденсаторы все равно придется ставить у потребителя цифрового питания, но с помехами эффективно справиться будет сложнее.

С теорией все, дальше предлагаю разбираться непосредственно с вашей платой.

Картинки хорошие, наглядные. А что со второй не так? Комментарий в ней ведь правильный о том, что такой зазор имеет больше шансов интерферировать с остальным миром.

С ней как таковой проблем нет, просто у писателей гайдов одно не вяжется с другим- они любят приводить второе(часто в упрощенном виде, а простота как известно иногда хуже воровства ) , но не могут связать ее с первым Понятно что индусская чудо-наука ушла далеко вперед, но улучшение земли вырезанием недоступная область даже для нее.

То значит проектирование не удалось Не надо ставить в питание цифры ничего что увеличивает импеданс питания/земли- это все годится когда закладывается один VRM "на все" и логично далее режется питание(не земля ) на острова под аналоговые и цифровое питание, с изоляцией через биды последних.

Пока писал почти забыл:


Конечно чем ближе к пину питания тем лучше, но случаи разные бывают

Даже большой полигон имеет заметную индуктивность, поэтому общий полигон земли для аналоговой и цифровой частей схемы может создавать проблемы. Два раздельных полигона, соединенные в одной точке, обеспечат лучший результат.


Не усмотрел там никакого криминала. Что конкретно там по-вашему неверно?



Проблемы не будет. если цифровой сигнал вести над цифровой землей. Индуктивность в этом случае будет мала, незирая на длину, и помех тоже будет мало. Более того, нетрудно выполнить сигнальный проводник как длинную линию.

Замедлить можно, но тут же еще сам факт протекания большого цифрового тока через аналоговые схемы является проблемой...
Плату примерно так представляю
Нажмите для просмотра прикрепленного файла


Что то такое случится
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Если я правильно понял, страшилки автора связаны с протеканием постоянного ("цифрового") тока с некоторыми (небольшими) пульсациями. Оные пульсации автору можно было бы уже и промоделировать, а не разводить тут натурфилософию на две страницы.

Имеет конечно- пока сверхпроводников на плате нет , однако если для такого-то dI/dt в рамках полигона она становится значимой то полигон дублируется, что собственно и происходит обычно само собой- но при этом индуктивность будет несопоставимо ниже чем в случае нарезки земли, без вариантов Нельзя улучшить землю вырезанием никоим образом.

В первую очередь это т.н. single-point ground и соединение с землей вообще показанных компонентов- ну и далее конечно уже пойдут разводки Cin, Cout и SW node. Все что можно сделать ущербно здесь именно так и сделано

Проблемы легко могут быть т.к. это вопрос не SI а PI, а без второго нет первого. Хорошая земля это основа дизайна.

И что тут должно быть проблемой? Если вот это

то такое легко устроить добавлением индуктивности в землю, а именно созданием всяких вырезов, ботлнеков и прочего мусора- как уже было сказано если dI/dt дает о себе знать в земле, то импеданс земли надо уменьшать а не увеличивать

Вы думаете, что схерхпроводники не имеют индуктивности? Вы ошибаетесь. Поэтому про сверхпроводники совсем не в кассу.


Индуктивность многослойного полигона мало отличеется от индуктивности однослойного и ничего принципиально не меняет.


Просто вы не понимаете зачем это делается. Вырезание земли не имеет целью уменьшение индуктивности земли. Тем более что далее какого-то предела уменьшить ее все равно не удастся. Разделение/вырезание земель преобразует эквивалентную схему, как это было весьма наглядно показано здесь:

Отнюдь, я не думаю а знаю что там индуктивность(значимая) несколько "другая", не магнитная

Нет, не ошибаюсь Да и сопротивление(активное) это важнейшая характеристика земли.

Многослойных полигонов не бывает, а бывают многослойные платы- и индуктивность земли там несопоставимо ниже чем в случае земли с одним земляным полигоном при схожей геометрической конфигурации.

Да не, я вполне понимаю зачем это делается индусы хоят перенаправить "страшные цифровые токи" так чтобы это все не шло по аналоговой земли, пугая при этом индуктивностью соединения- однако способ которым это предполагается достигать является отличным методом получения этих самых проблем.

"Разделение земли" как из бумаги преобразует схему с верхней половины в точно такую же схему но более значимым номиналами сопротивления и индуктивности в земле

Если за грибами надо вот так вот, с чемоданом, тогда отделить общий "потребителя цифрового питания":

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ну и все сигнальные линии этого "потребителя", если таковые имеются, соответственно вести так же по пути его общего, т.е. сперва до противоположного угла платы, а затем куда им было надо.

Так надо сразу и слева такое рисовать- у 3х микросхем в левом нижнем углу внезапно есть цифровая часть Но тут уже мне стало интересно: сколько потребляет "потребитель цифрового питания" справа внизу (по доменам)и какие у него рабочие частоты: небось стоит какойнить стм32, которым и пытаются напугать

Представьте пруф

И срочно бегите подавать заявку на открытие - на "несколько другую, не магнитную индуктивность". Это даже на нобелевку потянет.


Разделение зeмель, как я уже говорил, позволяет преобразовать устройство с эквивалентной схемой, показанной на верхней половине рисунка, в устройство с эквивалентной схемой, показанной на нижней половине рисунка. Называть эти две схемы "точно такими же" с вашей стороны опрометчиво.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Если вы умеете читать схемы, то можете заметить, что в нижней схеме аналоговая часть устройства не подвержена влиянию помех, создаваемых цифровой частью. И номиналы сопротивлений и индуктивностей в земле к этому простому факту отношения не имеют, от слова "совсем". А посему постоянное упоминание сопротивлений и индуктивностей земель в этом контексте - опять таки не в кассу.

Нет, STM32 и прочее обозначено как "цифровая часть" в левом верхнем углу, а в правом нижнем углу просто некий "потребитель питания" — вот из-за одной-двух линий управления им автор скорее всего и создал данную тему.

Википедия подсказывает что это называется "кинетическая индуктивность"

Это сказки в стиле электроникса

Имеют определяющее и ключевое значение

Да нет, в контексте земли это определяющие факторы- причем именно стартуя с понятия земли как таковой, еще без оглядки на EMC/EMI.

Вот и хотелось бы выяснить что там стоит такое что охарактеризовано такими строками

Нет. там импульсный преобразователь напряжения, около 450 мА максимум. Перенести его не могу, там гальваническая развязка в этом углу

Значительные токи это пол-ампера теперь? А какое там входное/выходное напряжение и частота и что за партнамбер не подскажете? И что за гальваническая развязка?

Играет рояль для проводников субмикронного размера. К земляным полигонам отношения не имеет.


Очевидно, вы просто не умеете читать схемы.

"Нижняя часть" авторского проекта - это ЦАП и кодек. Стало быть цифровые сигналы к оным будут чудненько бегать по разделенным землям, поскольку все другие пути им напрочь перекрыты.
Кстати, хорошо бы еще научиться делать пропилы между цифровыми и аналоговыми землями внутри микросхем.

Спасибо но я в курсе - и действительно к земляным полигонам отношения не имеет, я об этом прямо так и написал в посте который вы цитируете

Ага, мол "вывсеврете", и т.д. и т.п. Еще какие-то нобелевские премии предлагаете преследовать- тут мне кажется вам имеет смысл делегировать полномочия касаемо постановки диагнозов квалифицированным кадрам(медицинским), причем начинать с себя: дело ваше конечно, но удаленная интернет диагностика в исполнении гур электроникса за все время существования форума всегда была 100% говном В реале как мне представляется все куда хуже

Точно.

Вам пора бы усвоить, что флуд не служит ни доказательством для невежественных выcказываний, ни заменой диплому. А то опять дотрендитесь до перлов типа "индуктивность не дает ток и напряжение вместе" и т.п.

Ну тут логичнее прокомментировать с конца- смотрите :

Не совсем понятно что значит "опять" и какое ко мне это имеет отношение- но если я где-то ошибусь то непременно признаю данный факт, мне несложно

Это я давным давно уяснил- но вы видимо этой фразой формируете некое предложение, что ж вот встречное: попробуйте не высирать как вы делали до этого, а аргументировать

Здесь я так понимаю вы хотите подчеркнуть свой вес, который перекладываете на наличие свидетельства о высшем образовании- не буду лукавить, если "диплом" заслужено получен то это безусловно повод для гордости, пусть и далеко не в таких масштабах как у вас Однако в тоже самое время он не является сколько бы то ни было верной гарантией адекватности человека(и тем более гарантией от его стремления высирать на форуме, как описано в вашей ссылке)- данный факт хорошо охарактеризован такими строками

Так как все-таки более правильно делать то?

Цельная земля, какие могут быть сомнения

Смотря что называть "правильным". Например, уровень излучаемых помех при закорачивании попиленных "земель" уменьшается в разы. Что, собственно, очевидно, но почему-то не упоминается в апнотах с красивыми картинками попиленных земель.

Таким образом, имеем ваше утверждение, что вслучае сверхпроводников якобы обычной (магнитной) индуктивности нет, зато есть другая, кинетическая. Однако статья Википедии, на которую вы ссылаетесь говорит другое:

Кинетическая индуктивность характеризует вклад в энергию электрического тока за счет кинетической энергии носителей тока, в дополнение к энергии магнитного поля (которая характеризуется магнитной или геометрической индуктивностью)

Таким образом противопоставление кинетической и магнитной индукктивностей является ошибочным и не имеет оснований. В сверхпроводнике индуктивность никуда не девается.

При заданной силе тока индуктивность определяет энергию магнитного поля, создаваемого этим током

Таким образом, кинетическая индуктивность - просто часть индуктивности. Пренебрежимо малая часть, пока размеры сверхпроводника не станут субмикронными.

Так что я продолжаю настаивать на пруфе, который бы подтверждал ваши высказывания, или вышепроведенные, или нижеприведенное:



По-простому это называется "проверка на вшивость"

А какие критерии? Почему бы и нет.

В преобразователе? 5 вольт в 5. На основе SN6505A
Соответственно, трансформатор на колечке.

Таким образом вы имеете очередную персональную сказку основанную на приписывании мне несуществующих высказываний Нигде я не говорил что магнитной индуктивности в сверхпроводниках нет, но зато сделал акцент именно на кинетической индуктивности- как того и требовал контекст вопроса. О содеянном не жалею

Хоть в чем-то с вами можно согласиться

Конечно- только кинетическая индуктивность легко может преобладать, или просто иметь ключевой вклад

Настаивайте, кто мешает Но вы видимо хотите сказать этим что вам википедии недостаточно- тут можно только предложить читать специализированную литературу, как минимум первоисточники на которые ссылается википедия.

Можно и так сказать- как и то что вы ее не прошли, опять

Критерии очень просты- это не тот ток при котором индуктивность и сопротивление отдельно взятого цельного полигона("размером с плату") может всерьез проявить себя- потому ответ "нет"

Вот он значит какой, страшный потребитель...Нет, это все несерьезно

А если при этом уровень аналоговых сигналов - единицы-десятки микровольт?

Да хоть нановольт Еще раз: можно разносить источники шума, экранировать то да се, немыслимо фильтровать и питание и сигналы и т.д. и т.п.- но если земля кривая, все бесполезно. Никакие дальнейшие изыскания с такими вводными не имеют смысла.

Вы дали ссылку на довольно смутную и старую статью, суть которой противоречит вашему высказыванию.

Автор статьи никоим образом не подвергает сомнению необходимость разделения земель. Для него абсолютно очевидно, что земли разделять надо: "In single board PCB, a common ground layer for
analog, RF, and digital cannot be used because the noise immunity level for certain RF and analog circuits is as low as 0.31uV."

Но разделив земли, он ищет пути, как уменьшить излучаемые помехи, добавляя точки соединения цифровой и аналоговой земель и все время после этого проверяя, уменьшилось ли излучение. К сожалению, автор не пишет, догадался ли он наставить переходные отверстия по всему периметру земляных полигонов, чтобы убрать излучение паразитных щелевых антенн, которые образуют два земляных полигона на разных слоях платы. В 1998 году, когда писалась статья, по-моему никто такие вещи в голову еще не брал.





Ваши высказывания не пересказаны (ака "приписаны"), а процитированы дословно с указанием ссылок на источники. Таким образом, проверку на вшивость вы не прошли.

Почему? Если опираться на те эквивалентные схемы, которые я прикладывал, то протекание такого тока по аналоговой части возможно создаст некоторое искажение.
А вот как может негативно повлиять разделение земель я не понимаю. Что значит кривая земля в Вашем понимании?