AGNDとDGNDの接続方法

混合信号システムでの接地について読んでいます。デジタルルートがアナログパーツを通過せず、アナログルートがデジタルパーツを通過しない限り、アナログ要素とデジタル要素をグループ化してから単一のグランドプレーンを使用するのが最善であるということは正しいですか？

左の図で強調表示されている部分はアナロググラウンドを示し、右の部分は同じ回路のデジタルグラウンドを強調しています。右側のコンポーネントは、3シグマ-デルタADCコンバーターを備えた80ピンMCUです。

より良いですか

1. AGNDとDGNDをMCUのADCに接続します
2. インダクタ/抵抗を介してDGNDとAGNDを接続します
3. 単一のグランドプレーン（DGND = AGND）がありますか？

PSの目的は、DGNDがAGNDを妨害しないようにすることです。メイングランドプレーンをAGNDとして定義しました

デジタルとアナログの根拠を組み合わせるのは非常に議論の多い問題であり、議論/議論を引き起こすかもしれません。その多くは、あなたの背景がアナログ、デジタル、RFなどかどうかに依存します。他の人とは異なる可能性が高い私の経験と知識に基づいたコメントがあります（私は主にデジタル/ミックスシグナルです）

それは実際にどの周波数で実行されているかに依存します（デジタルI / Oおよびアナログ信号）。グランドを結合/分離する作業は妥協点になります-動作する周波数が高くなるほど、グランドリターンパスのインダクタンスを許容できなくなり、関連するリンギングが大きくなります（5GHzで発振するPCBは100Khzで信号を測定する場合は無関係です）。グラウンドを分離することの主な目的は、ノイズの多いリターン電流ループを敏感なループから遠ざけることです。次のいくつかの方法のいずれかを実行できます。

スターグラウンド

かなり一般的ですが、非常に抜本的なアプローチは、すべてのデジタル/アナロググラウンドをできるだけ長く分離し、1つのポイントでのみ接続することです。サンプルPCBでは、デジタルグラウンドで個別に追跡し、最も可能性の高い電源（電源コネクタまたはレギュレータ）でそれらを結合します。これに伴う問題は、デジタルがアナログと対話する必要がある場合、その電流のリターンパスがボード全体で半分になり、再び戻ることです。ノイズが多い場合は、ループを分離するための多くの作業を元に戻し、ループエリアを作成してEMIを全面的にブロードキャストします。また、基板のリンギングを引き起こす可能性のあるインダクタンスをグランドリターンパスに追加します。

フェンシング

最初のアプローチへのより慎重でバランスのとれたアプローチは、しっかりとしたグランドプレーンを備えていますが、ノイズの多いリターンパスをカットアウト（銅のないU字型にする）でフェンスし、リターン電流を同軸にする（ただし強制しない）ことで特定の経路（敏感なグランドループから）。グランドパスインダクタンスはまだ増加していますが、スターグランドよりもはるかに小さくなっています。

ソリッドプレーン

グランドプレーンを犠牲にするとインダクタンスが追加され、これは許容できないことを受け入れます。1つの固体グランドプレーンは、最小のインダクタンスで、すべてのグランド接続に役立ちます。RFを実行している場合、これはほとんどあなたがしなければならないルートです。距離による物理的な分離は、ノイズカップリングを減らすために使用できる唯一のものです。

フィルタリングについて一言

フェライトビーズを別のグランドプレーンに接続したい場合があります。DC回路を設計していない限り、これはめったに効果的ではありません-グランドプレーンに大きなインダクタンスとDCオフセットを追加し、おそらくリンギングを追加する可能性が高くなります。

A / Dブリッジ

A / DまたはD / Aを除き、アナログとデジタルが非常に簡単に分離される素敵な回路がある場合があります。この場合、A / D ICの下を走る分離線を持つ2つのプレーンを使用できます。これは理想的なケースで、良好な分離があり、リターン電流がグランドプレーンを横切ることはありません（非常に制御されているIC内部を除く）。

注：この投稿ではいくつかの写真を使用できます。後で確認し、後で追加します。

実際には、分割されたグランドプレーンから遠ざかる傾向があり、代わりに配置の分離と戻り電流経路の検討に集中しています。

• グラウンドプレーンを分割せず、ボードのアナログセクションとデジタルセクションの両方で1つのソリッドプレーンを使用します。
• 低インピーダンスの電流リターンパスに大面積のグランドプレーンを使用する
• グランドプレーンのボード面積を75％以上確保
• 個別のアナログおよびデジタル電源プレーン
• 電源プレーンの隣に固体のグランドプレーンを使用する
• アナログ電源プレーン上のすべてのアナログコンポーネントとライン、およびデジタル電源プレーン上のすべてのデジタルコンポーネントとラインを見つけます
• 電源プレーンのスプリットを通過する必要のあるトレースが固体グランドプレーンに隣接するレイヤー上になければならない場合を除き、電源プレーンのスプリットを越えてトレースを配線しないでください。
• 接地リターン電流が実際に流れる場所と方法について考えてください
• 個別のアナログセクションとデジタルセクションでPCBを分割する
• コンポーネントを適切に配置する

混合信号設計チェックリスト

• 個別のアナログセクションとデジタルセクションでPCBを分割します。
• コンポーネントを適切に配置します。
• A / Dコンバーターでパーティションをまたいでください。
• グランドプレーンを分割しないでください。ボードのアナログセクションとデジタルセクションの両方で1つのソリッドプレーンを使用します。
• ボードのデジタルセクションでのみデジタル信号をルーティングします。これはすべてのレイヤーに適用されます。
• アナログ信号は、ボードのアナログセクションでのみルーティングしてください。これはすべてのレイヤーに適用されます。
• アナログ電源プレーンとデジタル電源プレーンを分離します。
• 電源プレーンのスプリット上にトレースを配線しないでください。
• 電源プレーンスプリットを通過する必要があるトレースは、固体グランドプレーンに隣接するレイヤー上にある必要があります。
• グランドリターン電流が実際に流れる場所と方法について考えてください。
• ルーティング規律を使用します。

PCBレイアウトを成功させるための鍵は、グランドプレーンの分離ではなく、パーティション分割とルーティング規則の使用であることを忘れないでください。ほとんどの場合、システムの参照面（グラウンド）は1つだけにする方が適切です。

（アーカイブ用の以下のリンクから貼り付けられます）

www.e2v.com/content/uploads/2014/09/Board-Layout.pdf

http://www.hottconsultants.com/pdf_files/june2001pcd_mixedsignal.pdf

私はあなたが正しいと思いますが、いくつかの追加の考慮事項があります。私の経験では、デジタルとアナログの両方に単一のグランドプレーンを使用する方が（ほぼ）常に優れていますが、コンポーネントの配置には非常に注意してください。デジタルとアナログを十分に分離し、電源へのリターンパスを常に考慮してください。グランドプレーンが固体であっても、グランドプレーンを通るリターンパスは可能な限り信号パスをたどります。つまり、信号トレースはグランドプレーンをたどります。避けなければならないのは、ノイズの多いデジタル回路の戻り経路がアナログ回路の戻り経路と交差することです。これが起こると、アナログ回路のグラウンドはノイズが多くなり、アナログ回路の参照用の静かなグラウンドがなくなります。

電源/電源は、リターンパスが交差しないようなPCB上の位置に配置してください。これが不可能な場合は、RocketMagnetが説明する「スター」トポロジをエミュレートする明示的なグランドリターンを別のレイヤーに配置することを検討してください。ほぼすべてのPCBがデジタルであり、非常に小さなアナロググランド領域（またはその逆）のみが必要な場合に、同様のメカニズムを使用できます。この場合、デジタルアースを使用し、アナログアース用に別のレイヤーで銅箔塗りを使用することを検討します（十分なレイヤーがある場合）。レイヤーがどのように積み重なるかを考慮し、アナログ回路に最も近いレイヤーに銅を塗ります。

多くのデカップリング（値の組み合わせ）を使用します。ところで、上のPCBに示されている銅の大きな領域は、戻り信号が別の層のギャップを通過できるビアがないように見えるため、ほとんど機能しません（ヒートシンクとして機能することを除く）。（PCBソフトウェアは「冗長な」ビアを削除しないことに注意してください！）

私の経験では、最も効果的なのは、インダクタで分離されたグランドプレーンを接続することです。設計がアナログ信号専用の電源を提供しない場合でも、インダクタをフィードに挿入します。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

このタイプの配置は、デジタル回路によって生成されるノイズの除去を改善するのに役立ちました。

とにかく、最適な設計はアプリケーションに大きく依存すると思います。