¿Cómo eliges un inductor para conectar planos de tierra separados?

En una placa con planos de tierra analógicos y digitales separados conectados en un lugar, la conexión a menudo se realiza con un inductor. ¿Cómo se elige este inductor? Obviamente tiene que ser capaz de manejar suficiente corriente, pero ¿qué otros factores son importantes?

Estoy más interesado en el tipo de inductor que en el valor, ya que esperaría probar diferentes valores.

noise ground inductor

— Jeanne Pindar
fuente

0 Henries es un buen valor. La conexión a tierra con inductores significa que no se conectarán a altas frecuencias, por lo que ya no son tierra. Esto no suena como una buena idea.

— Olin Lathrop

La idea es que no quieres que estén conectados a altas frecuencias. Se supone que mantiene el ruido de la sección digital lejos de la analógica.

— Jeanne Pindar

Sí, he escuchado esto varias veces, pero no cuadra. Conectar verdaderos terrenos no va a propagar el ruido porque el suelo es la referencia, no el ruido. Si desea mantener las corrientes de retorno de alta frecuencia fuera de la tierra analógica, conéctelas en un lugar con la topología correcta, no intente bloquear las frecuencias altas. Jugar juegos que filtran terrenos causará más problemas de los que resolverá.

— Olin Lathrop

@OlinLathrop ¡Aleluya! No se han dicho palabras más verdaderas. Odio tener que lidiar con diseños que tienen inductancias deliberadas en el terreno. "Pero solía funcionar ..."

— Adam Lawrence

Nunca me di cuenta de cuán verdadera es la afirmación de que la corriente inversa en el plano de tierra quiere fluir justo debajo del conductor que transporta la corriente directa. Hasta que vi este pequeño video: youtube.com/… Es posible que desee reenviar a aproximadamente 12'00 "

— jippie

Respuestas:

Otra escuela de pensamiento es olvidar el inductor y el plano de tierra dividido. En su lugar, use un plano sólido, pero use una ubicación y enrutamiento cuidadosos para garantizar que las señales digitales / analógicas permanezcan en sus partes respectivas de la PCB.

Diseño

Según la figura a continuación, puede ver (para señales de alta velocidad) la mayor parte de la corriente de retorno fluye muy cerca de la traza (x es la distancia desde el centro de la traza, h es la altura de la traza sobre el plano):

Flujo actual

No hay tiempo para entrar en más detalles en este momento (trataré de agregar más más adelante) pero aquí hay un par de excelentes enlaces sobre el tema:

Henry Ott - Diseño de señal mixta
TI - Pautas de diseño de alta velocidad

— Oli Glaser
fuente

Una forma de obtener estos valores básicamente al 100% es hacer redes separadas para cada uno de los subsuelos, luego conectarlos al plano de tierra principal en un solo lugar. La corriente principal del plano de tierra solo transporta las corrientes de retorno inevitables entre los bloques funcionales, pero no ninguna de las corrientes potencialmente desagradables dentro de un bloque.

— Olin Lathrop

+1 por vincular al artículo de Henry Ott. Jeanne, deberías leer eso.

— Rocketmagnet

Idealmente, su conexión a tierra debe ser de 0 V en todas partes, por lo que se produce una caída de voltaje debido a cualquier impedancia.

Olin señala que la conexión a tierra con inductores significa que no se conectarán a altas frecuencias, por lo que ya no son conexiones a tierra. Eso es correcto. Pero si aísla completamente su parte digital y analógica para frecuencias altas, tampoco necesitará una ruta de retorno a tierra para ellas. Esto solo tiene sentido si bloquea el ruido de alta frecuencia en todas las demás conexiones. Fuentes de alimentación y señales. He usado los supresores de ruido Murata BLM para esto; un BLM18PG221SN1 tiene una resistencia de CC de 100 mΩ como máximo y una impedancia de 220 Ω a 100 MHz.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Combinado con un condensador, obtienes un filtro de segundo orden que se ocupará del ruido del microcontrolador. La baja resistencia significa una caída de voltaje mínima en los voltajes de suministro.

Si puede mantener el ruido HF alejado de la parte analógica, puede acoplar ambos motivos directamente, pero en 1 punto.

Cuando trabajaba con Philips Audio, a veces se usaban cuentas de ferrita con cable para conectar tierra digital y analógica:

ingrese la descripción de la imagen aquí

La resistencia de CC está en el rango de miliohmios, pero, como dice Olin, compensarán el terreno para HF si permite que pase al lado analógico.

— stevenvh
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es mejor tener un plano de tierra sólido y dividir el diseño de la placa que los terrenos divididos

— Ruslan Migi
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No en todos los casos, no, a veces es mejor tener dos. En la mayoría de los diseños que he encontrado, es mejor tener uno. También depende de muchos otros factores. Si su tierra principal ya es ruido o tiene una gran fuente de ruido en modo común, puede ser ventajoso tener dos tierras.

— Voltaje pico

Si la placa tiene una fuente SMPS mixta y secciones analógicas y digitales, el plano de tierra debe dividirse.

— Sparky256