Eagleを使用するときに、レイアウト内で複数のグランド（AGND、DGNDなど）を分離しておくにはどうすればよいですか？

回路のさまざまな部分、つまりアナログ、デジタル、高電力のグランドリターンを分離する必要があるPCBをいくつか設計しました。回路図のキャプチャとレイアウトにはCadsoft Eagleを使用しています。回路図エディタで異なるグラウンドシンボルを定義するのは簡単です。それぞれに独自のネット名があります。ただし、全体的なグラウンド基準を定義するには、最終的にすべてのグラウンドをPCB上の1点で接続する必要があります。1つのアース（または電源）を別のアース（または電源）に接続する場合、Eagleは通常、ネット名の1つを他のネット名で上書きします。これは、ワイヤにインピーダンスがないと仮定する理想的な電気的観点から理にかなっています。ただし、現実の世界では、ゼロインピーダンスやグランドなどはありません。このネット名のオーバーライド動作は、PCBデザインの邪魔になっています。この動作を回避するにはどうすればよいですか？これは、回路図では大きな問題ではありません。供給シンボルが保持され、ネット名が非表示になるためです。ただし、レイアウトエディターでは、グラウンドを接続した後、一意のグラウンドネット名が1つだけ残ります。

レイアウトでは、同じネット名を持っている場合でも個別のグラウンドを個別に保持し、それらを1点で接続することができます。したがって、一意に定義された1つのグラウンドのみで設計目標を達成することは依然として可能です。ただし、同じネット名を使用している場合、個別のグラウンドトレースを分離することはロジスティックの悪夢です。

これを行うためのより良い方法はありますか？

複数の個別のグラウンドが電気的に接続される独自のイーグルパーツを作成しようとしましたが、同じネット名はありません。部品は、物理的に重なった一連のSMDパッドでした。各パッドを一意のネット名に接続することで、個別のグランドを維持できますが、グランド間の電気接続を提供します。これは、デザインルールチェック（DRC）がパッドの重なりが問題であると考えていたという欠点とうまく機能しているように見えました。実際、Sparkfunにはこれを行うイーグルパーツがありますが、パッドを分離する、つまり重ならないようにすることを選択しました。これによりDRCの問題は解決しますが、ボードは電気的に適切に接続されません。これにより、私のボードの1つでバグが発生していました。

この問題の解決策はありますか？イーグルはこれを扱うのがおかしいですか？他のEDAツールはこれを処理する上でEagleよりも優れていますか？私は何か間違っていますか？これは、しばらくの間私にとっていらいらの原因でした。

GNDおよびAGNDパッドでフットプリントを作成します。これらのパッドの間に銅線を引きます。はい、これは以下に示すようにDRCの「オーバーラップ」エラーを生成します。

これは大丈夫です。下部に3つのボタンがあります。

• すべてクリア
• 処理済み
• 承認する

「すべてクリア」は、DRCのこの実行のリストを一時的にクリアします。なぜそれが役立つのか分かりません。短くしたい場合は、ウィンドウを閉じてください。

「処理済み」は、赤いXの色をフェードアウトします。これは、DRCエラーの長いリストを繰り返し処理し、進行中に修正する場合に役立ちます。修正したと思われるものを追跡できます。

「承認」は、私が定期的に使用している唯一のものです。これにより、エラーがエラーリストから承認済みリストに移動します。

DRCの後続の実行時にそれを保持します。これは、この特定の場所でこの特定のネットのペアでこの特定のエラーのみを移動することに注意してください。このウィンドウを閉じてDRCを再度実行すると、「DRC：1承認済みエラー」という通知が生成されます

「DRCエラー」ダイアログなし。エラー、または（できれば）errorsコマンド、上のスクリーンショットの黄色の感嘆符、または[ツール]-> [エラー]を作成して、このダイアログを元に戻すことができます。

「承認」機能には、次のようなツールがあるのと同じ理由で存在します

#pragma GCC diagnostic ignored "-Warning"

DRCエラーを無視しても問題ない場合があります。これはそれらの時間の1つです。

この目的のために作成した特別なデバイスでこれを行います。これを「ショート」と呼びます。これらは隣接するパッドであり、実際にコンポーネントをインストールする必要はありません。回路図では、わずかに太い線として表示されます。要点は、見た目だけではなく、うまくいけば邪魔にならないように、回路図の接続のように見えることです。これらはEagleの観点からは別のデバイスであるため、他のデバイスと同じように好きな場所に配置できます。USBProg回路図のページ1の下部にこのようなショートが表示されます。その特定のコンポーネントにはコンポーネント指定子SH2があり、電源グランドとメインボードグランド間の単一の接続ポイントです。

私のショーツは、www.embedinc.com / pic / dload.htmの Eagle Toolsリリースで無料で入手できます。。希望するレイヤーまたはレイヤーを横断するかどうかに応じて、さまざまなショートがあります。

Eageの欠点の1つは、ショートごとに多くの迷惑なDRCエラーが発生することです。バージョン6では、特定の事柄が重複することが許可されていることをパッケージで伝えることができると聞いていますが、現在のところ、これを回避する方法はありません。

複数のグランドプレーンが絶対に必要です。オット氏を完全に尊重して、彼の言うこと自体が間違っているわけではないので、彼はアナログ側の考慮の省略のために不完全な結論に達しました。オット氏が欠落している点は、アナログセクション自体の中に、複数のグランドプレーン-アナログ回路の各機能ブロックに1つ-スターグラウンドパターンで配置された、低ノイズ（ダグラスセルフ「小信号オーディオ設計 "Focal Press 2010、NwNavGuy http://nwavguy.blogspot.jp/2011/05/virtual-grounds-3-channel-amps.html）。これらの2つの参考文献は特にオーディオ設計を考慮していますが、原理はデータ収集および/または制御アプリケーションの高精度アナログ回路でさらに重要です。

問題は次のようになります。複数のアナロググラウンドを持つデザイン内にデジタルグラウンドをどのように実装するか。間違いは、PCBを単一のグランドプレーンで「バラップ」し、Ott氏が説明したレイアウト手法のみを使用して、アナログセクションとデジタルセクション間の干渉を避けることです。これを行うと、アナログからアナログへの干渉によりアナログのパフォーマンスが低下する可能性があります。

通常の設計では、各ADCまたはDACは、アナログ回路の異なる機能セクションに関連している可能性があります。これらのセクションごとに、独立したグランドリターンパスを備えたアナロググランド「アイランド」を提供し、スターグランドパターンで「基準グランド」に戻ります。この基準アースは、必ずしも電源（またはバッテリー）アースではありません。アナログ電源を供給するレギュレーターがある場合、基準グランドはレギュレーターICのグランドピンですます。デジタル側については、デジタル側に電力を供給するレギュレータのグランドピン（アナログ側に供給するものと異なる場合）も、可能な限り短いトレースで基準グランドに接続する必要があります。また、デジタルグランドは、独立したグランドリターンを基準グランドに戻す独立したアイランドとして実装する必要があります。

次に、アナログセクションとデジタルセクションの間のインターフェイスを処理する必要があります。これも

1. ADCデバイスとDACデバイスの個別のアナロググラウンドとデジタルグラウンド、
2. 同じデバイス上のアナログ電源とデジタル電源用の個別の電源
3. I2CやPCIバスなどの制御線。

（1）アナロググラウンドとデジタルグラウンドを分離します。
ミックスドシグナルICの設計者は、アナログとデジタルのグランドを一緒に接続する必要があることを知っていますが、ダイとパッド接続のジオメトリの制限により、IC内部でその接続を提供できません。したがって、常にこれらの2点をできるだけICの近くで外部に接続することをお勧めします。これは常にそうとは限らないことに注意してください-多くのDACおよびデジタルポテンショメータ（DACの形式）には、個別のアナログおよびデジタルグランドピンがありません。これらのデバイスの場合、接続はすでにIC内で行われています。アナロググラウンドとデジタルグラウンドを一緒に接続する場合、組み合わせたペアは、回路のそのセクションのアナロググラウンドプレーンに接続する必要があります。

（2）同じデバイス上で別々のアナログ電源とデジタル電源
これらの電源プレーンは、たとえ同じ電圧であっても分離されます。デジタル電源プレーンは、フェライトビーズを使用して、ソースレギュレータ（および同じレギュレータで駆動する場合はアナログ電源）から絶縁する必要があります。混合信号ICのデジタル電源をデジタル電源アイランドに接続します。少なくとも、セラミックコンデンサ（100nF X7R / X5Rを推奨、一部のICメーカーは追加のコンデンサを推奨-データシートに記載されているガイドラインに従ってください）でアナログとデジタルの両方の電源をICのグランドピンにバイパスします。バイパスコンデンサをできるだけデバイスピンの近くに配置して、ベストプラクティスのレイアウトガイドラインに従ってください。デジタルバイパスコンデンサが、デジタルグランドピン側のアナログとデジタルの複合グランドに接続されていることを確認してください。「間に」どこかに接続しないでください アナログおよびデジタルピン。デジタル機器が状態を切り替えるときに発生する電流パルスを供給するために、デジタル電源バイパスコンデンサが実際に存在することを思い出してください。したがって、デジタル電源ピンからコンデンサを通り、グランドピン（デジタル側）に到達し、デバイスを経由してデジタル電源ピンに戻るAC電流ループがあります。これは、放射線を放出できる、または放出する電流ループです。このため、バイパスコンデンサをデバイスのできるだけ近くに配置して、この電流ループのサイズを最小限に抑えることが重要です。グラウンドピン（デジタル側）に戻り、デバイスを介してデジタル電源ピンに戻ります。これは、放射を放出できる、または放出する電流ループです。このため、バイパスコンデンサをデバイスのできるだけ近くに配置して、この電流ループのサイズを最小限に抑えることが重要です。グラウンドピン（デジタル側）に戻り、デバイスを介してデジタル電源ピンに戻ります。これは、放射を放出できる、または放出する電流ループです。このため、バイパスコンデンサをデバイスのできるだけ近くに配置して、この電流ループのサイズを最小限に抑えることが重要です。

（3）I2CやPCIバスなどの制御線
これまでのところ、これらのラインは定義上、デジタル側からアナログ側に渡らなければならないため、たとえばマイクロコントローラーからミックスシグナルデバイスへの制御ラインの接続に問題があります。これについては、アナログとデジタルのグラウンドをつなぐオット氏の推奨に従ってください。制御線がデジタル側に接続されている各アナログアイランドに対して、各アナロググランドからデジタルグランドへのブリッジを提供し、信号ラインをそのブリッジ上に直接配線します。実際のレイアウトと回路の複雑さによっては、複数のアナロググランドに接続する単一のブリッジが存在する場合があります。それは受け入れられます-重要な問題は、すべてのノイズの多い制御線をブリッジ経由でルーティングすることです。この理由は、オット氏の記事で完全に説明されています。

要約すると、上記の手法は単一のグランドプレーンよりも多くの作業が必要ですが、必要です。上記の議論はいずれも、慎重なレイアウトに関するオット氏の指示を否定したり、削除したりすることはなく、DCおよびAC電流経路がどこに流れているかを常に把握しています（両方の経路 -送信およびリターン）。ほとんどの自動ルーターは、上記を念頭に置いて質の高い結果を提供するのに苦労します。常に手作業でルーティングを実行する必要があります。時間を節約する方法として、回路の島を自動ルーティングし、相互接続、グランドリターン、配電、制御ラインを手動でルーティングする方法があります。いくつかのPCBレイアウトアプリケーションは、異なる信号ネットを効果的に接続しているため、アナログからデジタルへのグランドブリッジを作成するための弱いサポートがあります。お使いのソフトウェアがこれを明示的にサポートしている場合、素晴らしい、そうでなければ、DRCプロセスによって検出されたエラーをオーバーライドする状況に追い込まれる可能性があります。

「これを行うより良い方法はありますか？」

はい、これを処理するには2つの方法があります。

• つかいます Henry W. Ottが推奨するように、1つの固体の分割されていないグランドプレーンをます。
• 使う 「仮想ショート」（「スター・グランド」）の成分と特殊なDRCルールを。

Eagleでどのようにそれを行うのかわかりませんが、Altiumでは、「仮想ショート」コンポーネントをすでに説明したものと非常によく似ています。あなたはジレンマに言及します：パッドを「仮想ショート」コンポーネントでオーバーラップさせると、残念ながらDRCエラーが発生します。「仮想ショート」コンポーネントでパッドを分離すると、セクションが適切に電気的に接続されなくなります。3番目の選択肢、ジレンマの解決策があります。

「仮想ショート」コンポーネントのパッドを互いに非常に近づけますが、重ならないようにします。つまり、0.002ミル（2マイクロインチ）接触しません。次に、DRCルールを修正して、この1つの特別なコンポーネントに対してクリアランスエラーが発生しないようにします。このような微視的に小さなギャップは、実際にはPCB上に製造することはできません-生産では、希望通りに短絡します。

おそらくヘンリー・オットが正しいかどうかを確認する方法はありますか？また、アナログ、デジタル、および電源のすべてに対して単一の途切れないグランドプレーンが最適に機能する可能性がありますか？

少し遅れましたが、それでも、その方法は次のとおりです。

2つの異なる根拠を取得するのは簡単です。回路図にグラウンドシンボルを追加してから、新しい値を指定します。次に、そのグラウンドシンボルのプロパティに移動すると、「デバイス名を上書きする」という追加オプションが利用可能になります。そのオプションをオフにします。

次に、グランドシンボルにネットワイヤを描画し、そのワイヤにAGNDなどの名前を付けます。これで、グラウンドシンボルのネット名が同じになります。次に、グラウンドシンボルにAGNDを示す値を再度指定して、そのグラウンドが他のグラウンドではなくAGNDであることをもう少し明確にします。

以下は、もう少し明確にするための画像です。画面の左下で信号名を確認して、機能することを確認します。

私のために働いたのは、他の平面の周りにあるように、地面の多角形ジオメトリを形作ることでした

グラウンドプレーンはまだ1から1のICピンを介して1から1を介して接続されていますが、ネットは同じ名前を持っているため、ジオメトリは塗りつぶしを許可しないため、Eagleは2つを直接接続しません