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数字地与模拟地的区别,很有意思的解释哦

作者:kelaodun1 ,2017/11/10 9:17:01 发布     举报
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  • 其实本质是对的,就是数字地,模拟地都是地,并不是他们俩头上长角,十分的怪异,要明白为什么要分开,先听我说一个故事  我们公司所在的商务楼共有3楼,2楼是搞模拟的,3楼是做数字的,整幢楼只有一部电梯,平时人少的时候还好办,上2楼,上3楼互不影像,但每天早上上下班的时候就不得了了,人多得很,搞数字的要上3楼,总是被2楼的模拟影响,2楼模拟的人要下楼,总是要等电梯上了3楼,再下来,互相影响很是麻烦, 商务楼的物业为解决这个问题,提出了2个方案,

     

        第1个(笑死人了) 电梯扩大,可以装更多的人, 电梯大了是好,但公司会招人,人又多了,再换电梯,再招人...永远死循环,有一个办法到挺好,大家索性不要电梯,直接往下跳,不管2楼的,3楼的,肯定解决问题,但肯定会出问题(第1个被枪毙掉了) ;

     

        第2个 装2部电梯,一部专门上2楼,另一部专门上3楼 Wonderful!太机智了,这样2层楼面的工作人员就互不影响了。  End

    明白了否?

     

            数字地,模拟地互相会影响不是因为一个叫数字,一个叫模拟,而是他们用了同一部电梯--地,而这部电梯所用的井道就是我们在PCB上布得地线。 模拟回路的电流走这条线,数字回路的电流也走这条线,本来无可厚非,线布着就是用来导通电流的,可问题处在这根线上有电阻! 而且最根本的问题是走这条线的电流要去2个不同的回路。

     

            假设一下,有2股电流,数流,模流同时从地出发。有2个器件,数件,模件。 若2个回路不分开,数流,模流回走到数件的接地端前的时候,损耗的电压为 v=(数流+模流)x 走线电阻 相当于数字器件的接地端相对于地端升高了v. 数字器件不满意了,我承认会升高少许电压,数流的那部分我认了,但模流的为什么要加在我头上?

     

    同理模拟器件也会同样抱怨。

    2个解决方案:

    第1个:你布的PCB线没有阻抗,自然不会引起干扰,就像2、3楼直接往下跳,那是井道最宽的时候,也就是可以装一个无限大的电梯,自然谁都不影响谁,但谁都知道,this is mission impossible


    第2个:2条回路分开走,数流,模流分开,既数地、模地分开。  同理,有时虽在模拟回路中,但也要分大、小电流回路,就是避免相互干扰。 所谓的干扰就是:2个不同回路中的电流在PCB走线上引起的电压,这2部分电压互相叠加而产生的.

     

    判断哪些是模拟地哪些是数字地:

          一般的模拟信号,那不用说了,一看就知道的了,当然是模拟地,还有工作电源、基准电源(Vref)的参考地也是模拟地,那么其余信号的参考地如:数据、地址、控制等数字逻辑地都是数字地,还有一些芯片上的地要注意一下,有些查datasheet 的时候他写着DGND的是数字地,AGND的是模拟地

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数据转换器

共有7条网友评论
clever 发表于2017/11/10 9:17:34
  • 分离模拟和数字接地层的策略

    在使用大量数字电路的混合信号系统中,最好在物理上分离敏感的模拟元件与多噪声的数字元件。另外针对模拟和数字电路使用分离的接地层也很有利。避免重叠可以将两者间的容性耦合降至最低。分离的模拟和数字接地层通过母板接地层或“接地网”(由连接器接地引脚间的一连串有线互连构成),在背板上继续延伸。如图所示,两层一直保持分离,直至回到共同的系统“星型”接地,一般位于电源。接地层、电源和“星型”接地间的连接应由多个总线条或宽铜织带构成,以便获得最小的电阻和电感。每个 PCB 上插入背对背肖特基二极管,以防止插拔卡时两个接地系统间产生意外直流电压。此电压应小于 300mV,以免损坏同时与模拟和数字接地层相连的 IC。

     

    推荐使用肖特基二极管,它具有低电容和低正向压降。低电容可防止模拟与数字接地层间发生交流耦合。肖特基二极管在约300 mV 时开始导电,如果预期有高电流,可能需要数个并联的二极管。某些情况下,铁氧体磁珠可替代肖特基二极管,但会引入直流接地环路,在高精度系统中会很麻烦。


    接地层阻抗必须尽可能低,直至回到系统星型接地。两个接地层间高于 300 mV 的直流或交流电压不仅会损坏 IC,还会导致逻辑门的误触发以及可能的闭锁。

    1.jpg

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Stin1cao 发表于2017/11/10 9:18:12
  • 混合信号系统的一些通用 PC 板布局指南

    很显然,多关注系统布局并防止不同信号彼此干扰,可以将噪声降至最低。高电平模拟信号应与低电平模拟信号隔离开,两者均应远离数字信号。我们曾经在波形采样和重建系统中发现,采样时钟(数字信号)与模拟信号一样易受噪声影响,同时与数字信号一样易于产生噪声,因此必须与模拟和数字系统都隔离开。如果在时钟分配中使用时钟驱动器封装,应仅有一个频率时钟通过单个封装。在相同封装内的不同频率时钟间共享驱动器将产生过度抖动和串扰,并降低性能。


    在敏感信号穿过的地方,接地层可发挥屏蔽作用。图中显示了数据采集电路板的良好布局,其中所有敏感区域彼此隔离开,且信号路径尽量短。虽然实际布局不太可能如此整洁,但基本原则仍然适用。


    执行信号和电源连接时有许多要点需要考虑。首先,连接器是系统中所有信号传输线必须并行的几个位置之一,因此它们必须与接地引脚分开(形成法拉第屏蔽),以减少其间的耦合。


    多接地引脚非常重要还有另一原因 :可以降低电路板与背板间结点的接地阻抗。对于新电路板,PCB 连接器单一引脚的接触电阻很低(10 mΩ 水平),随着电路板变旧,接触电阻可能升高,电路板性能会受影响。因此通过分配额外 PCB 连接器引脚来增加接地连接很有必要(PCB 连接器上所有引脚中约 30 至 40% 应为接地引脚)。出于同样的理由,每个电源连接应有数个引脚,当然数量不必像接地引脚一样多。

    3.jpg

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12juno 发表于2017/11/10 9:18:28

关于接地的几点忠言

没有单一一种接地方法能始终保证最佳性能!本节根据所考虑的特定混合信号器件特性提出了几种可能的选项。但在实施初始 PC 板布局时,提供尽可能多的选项会很有帮助。

 

  • PC 板必须至少有一层专用于接地层!初始电路板布局应提供非重叠的模拟和数字接地层,如果需要,应在数个位置提供焊盘和过孔,以便安装背对背肖特基二极管或铁氧体磁珠。

 

  • 提供焊盘和过孔也极为重要,需要时可以使用跳线将模拟和数字接地层连接在一起。目前,预测“多点”(单一接地层)还是“星型”接地(分离模拟和数字接地层)方法能提供最佳整体系统性能还很困难 ;因此,可能需要使用跳线对最终 PC 板做一些实验。

 

  • 如有疑问,最好先分离模拟和数字接地层,以后再用跳线连接,而不要一开始就使用单一接地层,随后又尝试分离!
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EverHuang 发表于2017/11/10 9:18:44
ADIForum的文中说:“PC 板必须至少有一层专用于接地层!”

那么最常用最多见的就是双面板了,双面板如何做到“PC 板必须至少有一层专用于接地层!”?

真的使用一层专用于接地层,那么双层板不就变成了单层板了吗???

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kelaodun1 发表于2017/11/10 9:19:02
  • 数字地和模拟地还是要隔开的,尤其是数字接口的回流路径一定要由专门的数字回流路径,否则可能会出现无法忍受的噪声。

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selectro 发表于2017/11/10 9:19:45

对于初学,想请教下模拟ic 的电源地 和数字ic 的电源地  属于 那种地呢?

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Stin1cao 发表于2017/11/10 9:19:57
  • 楼主可不可以给一个正式的文档,类似于Application Note这样的。

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