Wie wählt man eine Induktivität für den Anschluss separater Masseebenen?

Auf einer Platine mit getrennten analogen und digitalen Masseebenen, die an einer Stelle angeschlossen sind, wird die Verbindung häufig mit einer Induktivität hergestellt. Wie wird dieser Induktor ausgewählt? Natürlich muss es in der Lage sein, mit genügend Strom umzugehen, aber welche anderen Faktoren sind wichtig?

Ich interessiere mich mehr für den Induktortyp als für den Wert, da ich erwarten würde, dass ich andere Werte probiere.

noise ground inductor

— Jeanne Pindar
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0 Henries ist ein guter Wert. Durch das Verbinden der Erdung mit Induktivitäten werden diese nicht mit hohen Frequenzen verbunden, sodass sie keine Erdung mehr sind. Das klingt nicht nach einer guten Idee.

— Olin Lathrop

Die ganze Idee ist, dass Sie nicht möchten, dass sie mit hohen Frequenzen verbunden werden. Es soll Rauschen aus dem digitalen Bereich von dem analogen Bereich fernhalten.

— Jeanne Pindar

Ja, ich habe das ein paar Mal gehört, aber es summiert sich nicht. Connecting wahre Grund wird sich das Geräusch nicht ausbreiten , weil Boden die Referenz, nicht der Lärm. Wenn Sie hochfrequente Rückströme von der analogen Masse fernhalten möchten, schließen Sie sie an einem Ort mit der richtigen Topologie an und versuchen Sie nicht, hohe Frequenzen zu blockieren. Das Filtern von Spielfeldern verursacht mehr Probleme als es löst.

— Olin Lathrop

@OlinLathrop Hallelujah! Es wurden keine wahren Worte gesprochen. Ich hasse es, mich mit Konstruktionen befassen zu müssen, die absichtlich Induktivitäten im Boden haben. "Aber es hat funktioniert ..."

— Adam Lawrence

Ich habe nie bemerkt, wie wahr die Aussage tatsächlich ist, dass der Gegenstrom in der Masseebene direkt unter dem Leiter fließen möchte, der den Vorwärtsstrom führt. Bis ich dieses kleine Video gesehen habe: youtube.com/… Vielleicht möchtest du es bis etwa 12'00 "

— jippie

Antworten:

Eine andere Denkrichtung besteht darin, den Induktor und die geteilte Grundplatte zu vergessen. Verwenden Sie stattdessen eine feste Ebene, achten Sie jedoch auf eine sorgfältige Platzierung und Weiterleitung, um sicherzustellen, dass die digitalen / analogen Signale in ihren jeweiligen Abschnitten auf der Leiterplatte verbleiben.

Layout

In der folgenden Abbildung ist zu sehen, dass (bei Hochgeschwindigkeitssignalen) der größte Teil des Rückstroms sehr nahe an der Leiterbahn fließt (x ist der Abstand vom Mittelpunkt der Leiterbahn, h ist die Leiterbahnhöhe über der Ebene):

Aktueller Durchfluss

Im Moment ist keine Zeit mehr ins Detail zu gehen (wir werden versuchen, später mehr hinzuzufügen), aber hier sind ein paar hervorragende Links zu diesem Thema:

Henry Ott - Mixed Signal Layout
TI - Richtlinien für Hochgeschwindigkeits-Layouts

— Oli Glaser
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Eine Möglichkeit, diese Werte auf 100% zu bringen, besteht darin, für jeden Untergrund separate Netze zu erstellen und sie dann an nur einer Stelle mit der Hauptmasseebene zu verbinden. Der Hauptstrom der Erdungsebene führt dann nur die unvermeidbaren Rückströme zwischen den Funktionsblöcken, jedoch keinen der möglicherweise unangenehmen Ströme innerhalb eines Blocks.

— Olin Lathrop

+1 für den Link zu Henry Ott's Artikel. Jeanne, das solltest du lesen.

— Rocketmagnet

Idealerweise sollte Ihre Erdung überall 0 V betragen, damit kein Spannungsabfall aufgrund einer Impedanz auftritt.

Olin merkt an, dass das Verbinden von Erdungen mit Induktivitäten bedeutet, dass sie nicht mit hohen Frequenzen verbunden werden und somit keine Erdungen mehr sind. Das ist richtig. Wenn Sie jedoch Ihren digitalen und analogen Teil für hohe Frequenzen vollständig isolieren, benötigen Sie auch keinen Erdungsrückweg für diese. Dies ist nur sinnvoll, wenn Sie das Hochfrequenzrauschen in allen anderen Verbindungen blockieren. Netzteile und Signale. Ich habe dafür Murata BLM Noise Suppressors verwendet. Ein BLM18PG221SN1 hat einen Gleichstromwiderstand von maximal 100 mΩ und eine Impedanz von 220 Ω bei 100 MHz.

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In Kombination mit einem Kondensator erhalten Sie ein Filter zweiter Ordnung, das sich mit dem Rauschen des Mikrocontrollers befasst. Der niedrige Widerstand bedeutet einen minimalen Spannungsabfall bei den Versorgungsspannungen.

Wenn Sie das HF-Rauschen vom Analogteil fernhalten können, können Sie beide Erdungspunkte direkt, jedoch an einem Punkt, koppeln.

Wenn ich mit Philips Audio arbeitete, wurden manchmal verdrahtete Ferritperlen verwendet, um digitale und analoge Masse zu verbinden:

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Der Gleichstromwiderstand liegt im Milliohm-Bereich, aber wie Olin sagt, werden sie die Masse für HF ausgleichen, wenn Sie zulassen, dass sie auf die analoge Seite gelangen.

— stevenvh
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Es ist besser, eine solide Grundebene zu haben und das Layout der Platine zu unterteilen, als den geteilten Grund

— Ruslan Migi
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Nicht in allen Fällen ist es nicht, manchmal ist es besser, zwei zu haben. In den meisten Designs, denen ich begegnet bin, ist es besser, eines zu haben. Es hängt auch von vielen anderen Faktoren ab. Wenn Ihr Hauptgrund bereits Rauschen ist oder eine große Gleichtakt-Rauschquelle hat, kann es vorteilhaft sein, zwei Gründe zu haben.

— Voltage Spike

Wenn die Karte eine gemischte SMPS-Versorgung und analoge und digitale Abschnitte aufweist, muss die Masseebene geteilt werden.

— Sparky256