Jump to content

    
Sign in to follow this  
maxics

Расположение питающих полигонов в плате с АЦП

Recommended Posts

На плате есть цифровая часть: ПЛИС, ETH и т.д. и аналоговая: АЦП (100 МГц). Практически для каждого номинала напряжения хочу сделать свой слой питания. Как с точки зрения шумов и наводок будет правильно сделать плейн? Например для питания ядра ПЛИС(1.2 В), полигон занимает весь слой рис.1, полигон не захватывает аналоговую часть рис.2.

post-53649-1323625291_thumb.jpg

post-53649-1323625295_thumb.jpg

Edited by maxics

Share this post


Link to post
Share on other sites

А для чего занимать под одно питание ПЛИС всю площадь? вполне достаточно вроде сделать полигон только под самой ПЛИС с плюсом, и хорошие развязки - переменка от микры все равно должна замкнуться прямо около нее, под ней.

ETH - Ethernet? Я бы делал свою развязку питания у каждого узла, ЕТН - вообще отдельный разговор, там нужно не пустить синфазную помеху снаружи (но он вроде как должен быть гальванически развязан). АЦП - тоже своя земля, свое питание, емкости развязки совсем рядом. А вот переход с аналоговой земли на цифровую, и передача цифровых сигналов - вопрос отдельный. Он зависит от общей тополигии включения данного устройства (т.е. и от внешних цепей). Наверное (не утверждаю, но вроде это правильно) - сделать общий синфазный фильтр, сквозь который пустить соединение земель и сигналы.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Как лучше делать?

На одном слое делать кучу полигонов под все номиналы или под каждый номинал отводить свой слой. Я думаю, что в идеале разделять на слои. А уж если я разделил, то какой смысл делать полигоны маленькими? Правильно я понимаю?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Нет, неправильно. Я в первом коменте примерно описал принцип. Если Вы будете делать на каждое питание полигон во всю плату, Вы устроите, кроме того, совершенно ненужные емкостные связи по питаниям. Питание каждого конкретного узла логично осуществлять по схеме "фильтрации" - т.е. неширокий подводящий проводник (играет роль индуктивности), и фильтрующая емкость. А вот в пределах узла - да, сплошной полигон.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вообще-то гораздо важнее сделать сплошной слой земли, и это должен быть не полигон, а именно отдельный слой, не занятый никакими другими цепями. А как подводить питание уже не так важно. Ну и конечно не забыть про конденсаторы по питанию около микросхем.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Добавлю:

Судя по геометрии вашего рисунка, различные входы-выходы будут находиться на противоположных сторонах платы. Очень хорошо проанализируйте - будут ли течь токи по полигону "земли", если "да" - то определите источники и потребителей. Сопротивление "земли", даже в виде полигона, тоже конечно. И нельзя допустить протекания возвратных токов цифровой части схемы под аналоговыми узлами.

Возможно, Вам нужно присмотреться к схеме заземления "звездой".

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Судя по геометрии вашего рисунка, различные входы-выходы будут находиться на противоположных сторонах платы. Очень хорошо проанализируйте - будут ли течь токи по полигону "земли", если "да" - то определите источники и потребителей. Сопротивление "земли", даже в виде полигона, тоже конечно. И нельзя допустить протекания возвратных токов цифровой части схемы под аналоговыми узлами.

Возможно, Вам нужно присмотреться к схеме заземления "звездой".

Можно, например, подвести питание и землю посередине между АЦП и ПЛИС.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вообще-то гораздо важнее сделать сплошной слой земли, и это должен быть не полигон, а именно отдельный слой, не занятый никакими другими цепями. А как подводить питание уже не так важно. Ну и конечно не забыть про конденсаторы по питанию около микросхем.

Не думаю, что земля в любом случае должна быть сплошной - это вопрос анализа (хотя бы в том смысле, что сказал Димыч). Более того, если есть синфазные помехи - замли могут быть и разделены при необходимости. Но что в пределах узла как питание, так и земля - сплошной полигон, это без вопросов. Про емкости развязки я вроде не забывал упомянуть :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Но что в пределах узла как питание, так и земля - сплошной полигон, это без вопросов. Про емкости развязки я вроде не забывал упомянуть :)

 

А как же с АЦП, которое требует отдельное от аналогового цифровое питание?

Share this post


Link to post
Share on other sites

В данном контексте АЦП просто представляет собой два разных узла. Причем часто и земля - тоже раздельная (только диодами Шоттки блокированная от перепадов). Аналоговое питание должно быть полигоном, блокированным емкостью с аналоговой землей (тоже полигон) - причем именно на этой же земле и питании должны сидеть входные аналоговые цепи (например, входной дифф.усилитель).

Дальше уже идет конкретика - какой тип АЦП и т.п. Но, как я написал уже - обязательно нарисуйте общую топологию внешних подключений (есть ли петля по земле или нет, развязан гальванически ETH или не развязан и т.п.).

Share this post


Link to post
Share on other sites
В данном контексте АЦП просто представляет собой два разных узла. Причем часто и земля - тоже раздельная (только диодами Шоттки блокированная от перепадов).

Можете привести конкретный пример (схему) или случай из практики? Интересуюсь потому что нигде не встречал такой развязки (случай с АЦП в коробочке не рассматриваем, имеется ввиду м-с). Передо мной на столе лежит платка с АЦП, земли разделены RF-фильтром, вот думаю может закоротить или как Вы говорите заменить на диоды...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Можете привести конкретный пример (схему) или случай из практики? Интересуюсь потому что нигде не встречал такой развязки (случай с АЦП в коробочке не рассматриваем, имеется ввиду м-с). Передо мной на столе лежит платка с АЦП, земли разделены RF-фильтром, вот думаю может закоротить или как Вы говорите заменить на диоды...

Конкретную схему, где это было, делал не я, а "в моем присутствии" :) Знаю просто, что на этих землях перепад более 0,6В (вроде, так) недопустим, будет защелкивание микры как минимум. Правда, плохо то, что у диодов Шоттки значительная емкость (в sot-23 около 10 пФ). Но не исключено, что в конкретной схеме сама схема гарантирует отсутствие перепада.

Если у Вас земли разделены фильтром - это неспроста, наверняка просто коротить нельзя. Интересно, какие параметры фильтра. Для безопасности - может, просто поставить встречные диоды типа BAV99? У них емкость маленькая.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Конкретную схему, где это было, делал не я, а "в моем присутствии" :) Знаю просто, что на этих землях перепад более 0,6В (вроде, так) недопустим, будет защелкивание микры как минимум. Правда, плохо то, что у диодов Шоттки значительная емкость (в sot-23 около 10 пФ). Но не исключено, что в конкретной схеме сама схема гарантирует отсутствие перепада.

Если у Вас земли разделены фильтром - это неспроста, наверняка просто коротить нельзя. Интересно, какие параметры фильтра. Для безопасности - может, просто поставить встречные диоды типа BAV99? У них емкость маленькая.

Фильтр поставил я (и плату тоже проектировал :rolleyes: ), все сделано согласно статье от Аналогдевайса (рисунок прикреплен). Там же написано, почему нельзя разделять аналоговую и цифровую земли самого АЦП.

post-4576-1324159890_thumb.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
Фильтр поставил я (и плату тоже проектировал :rolleyes: ), все сделано согласно статье от Аналогдевайса (рисунок прикреплен). Там же написано, почему нельзя разделять аналоговую и цифровую земли самого АЦП.

В принципе, там все логично, хотя в некоторых случаях все же разделяют (а иначе ведь и не делали бы АЦП с разделенными землями). Но только вначале я Вас так понял, что у Вас фильтр между аналоговой и цифровой землями АЦП - а в приведенной Вами статье это совсем не так, поэтому недопонял, о чем конкретно речь.

Самое главное в анализе то, что переключение цифровых данных на выходе не должно давать никакого возмущения на вход - например, посредством скачка по земле. В данном случае - представьте, что выход дал "0" и в него начал втекать ток. Это даст поднятие земли (в данном случае - аналоговой тоже), и это будет наводка. Ее получится избежать либо разделением земель (но при этом все же нужно представлять тополигию внутри АЦП - а в этом я признаю свою некомпетентность :)), либо взятием в качестве опорной точки входного напряжения земли прямо у АЦП (например, диффусилитель прямо тут же).

Edited by AlexeyW

Share this post


Link to post
Share on other sites
В принципе, там все логично, хотя в некоторых случаях все же разделяют (а иначе ведь и не делали бы АЦП с разделенными землями). Но только вначале я Вас так понял, что у Вас фильтр между аналоговой и цифровой землями АЦП - а в приведенной Вами статье это совсем не так, поэтому недопонял, о чем конкретно речь.

Самое главное в анализе то, что переключение цифровых данных на выходе не должно давать никакого возмущения на вход - например, посредством скачка по земле. В данном случае - представьте, что выход дал "0" и в него начал втекать ток. Это даст поднятие земли (в данном случае - аналоговой тоже), и это будет наводка. Ее получится избежать либо разделением земель (но при этом все же нужно представлять тополигию внутри АЦП - а в этом я признаю свою некомпетентность :)), либо взятием в качестве опорной точки входного напряжения земли прямо у АЦП (например, диффусилитель прямо тут же).

Вы имели ввиду что АЦП вместе с входными цепями выделен в отдельную аналоговую область, и в этой области земля представляет собой единый полигон. Так?

Ок, с землей понятно, но вот с питанием -не совсем. Вы говорите в этой зоне полигон питания тоже один. Но на рисунке между Va и Vd имеется фильтр, завести их на один полигон питания не получится. Как быть?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this