Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Grounding Mixed Signal PCB


von Marek (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

es geht um das richtige Grounding eines Audio DSP Boards mit je einem 
ADC und einem DAC, die jeweils in eigenen ICs untergebracht sind und 
auch beide AGND und DGND pins besitzen. Ich habe dazu schon einiges 
gelesen, in den meisten Fällen wird gesagt das man AGND und DGND des 
Converters verbinden soll und dann zusammen auf der AGND Massefläche 
verbinden. Soweit so gut, ich hab aber nun das Ganze 2x - wenn ich das 
sowohl am ADC als auch am DAC so mache habe ich definitiv ein Ground 
Loop.
Das Board ist 4-Layer. Alle Bauteile sind räumlich getrennt nach Analog 
und Digital platziert. Die analoge Versorgung referenziert auf AGND, die 
digitale Versorgung auf DGND, es gibt keine direkte Verbindung (analoge 
und digitale Versorgung sind nicht mal über ferrite beads entkoppelt, 
sondern wirklich physikalisch getrennt).
Da das Board universell ist und die Versorgung aus entsprechend 
verbundenen Verstärkern kommt, kann man nicht vorhersagen wie analoge 
und digitale Versorgung erzeugt werden bzw. inwieweit diese im 
Verstärker selbst im Ground verbunden sind.
Wäre es in meinem Fall eventuell gar nicht so schlimm nur eine einzige 
Massefläche zu haben? Was wäre die beste Lösung in meinem Fall? Danke 
schonmal für alle Hinweise!

Marek

von Newbie (Gast)


Lesenswert?

Wenn man keine großen Ströme auf dem Board fließen  hat ist eine 
möglichst Unterbrechungsfreie einheitliche Groundplane meiner Erfahrung 
nach super. Bei einem Leistungsteil sieht das wieder anders aus. Aber 
bei ics geht es mit den getrennten Pins auch oft um die herausführung 
vom
Die um dort nicht über die gemeinsame induktivität und Widerstand des 
bonddrahtes von A nach D zu koppeln.

von HildeK (Gast)


Lesenswert?

Marek schrieb:
> Wäre es in meinem Fall eventuell gar nicht so schlimm nur eine einzige
> Massefläche zu haben? Was wäre die beste Lösung in meinem Fall? Danke
> schonmal für alle Hinweise!

Das ist immer ein schwieriges Thema.
Ich persönlich ziehe eine einzige Massefläche vor. Allerdings würde ich 
eine virtuelle Trennlinie von Analog- und Digitalteil dahingehend 
vornehmen, dass diese durch die beiden Konverter geht. Heißt z.B.: links 
von den Wandlern sitzt der gesamte Analogteil, rechts davon der 
Digitalteil (oder umgekehrt). So reduziert man zumindest, dass die 
GND-Ströme des einen Teils durch den jeweils anderen Bereich fließen.
Wahrscheinlich ist es dann von Vorteil, die beiden Spannungsregler 
ebenso rechts und links der Trennlinie zu platzieren. Vorteilhaft könnte 
es noch sein, bei der Spannungszuführung zu den Reglern die GND-Leitung 
nicht auf der Massefläche zu führen.

von OMk (Gast)


Lesenswert?

Grounding schreibt man so: Grundig!

von H.Joachim S. (crazyhorse)


Lesenswert?

Marek schrieb:
> in den meisten Fällen wird gesagt das man AGND und DGND des
> Converters verbinden soll und dann zusammen auf der AGND Massefläche
> verbinden.

Und aus diesem Grund sind die Anschlüsse einzeln rausgeführt??
Kann man machen, muss man aber nicht.
Darf man nicht machen, wenn man das Maximum aus den Analogteilen 
herausholen will.

von Marek (Gast)


Lesenswert?

HildeK schrieb:
> Ich persönlich ziehe eine einzige Massefläche vor. Allerdings würde ich
> eine virtuelle Trennlinie von Analog- und Digitalteil dahingehend
> vornehmen, dass diese durch die beiden Konverter geht. Heißt z.B.: links
> von den Wandlern sitzt der gesamte Analogteil, rechts davon der
> Digitalteil (oder umgekehrt).

So habe ich das bereits gehandhabt, analoge und digitale Bereiche sind 
physikalisch getrennt.
Ich werde das wohl erstmal so probieren mit einer einzigen Groundplane.

von Marek (Gast)


Lesenswert?

H.Joachim S. schrieb:
> Und aus diesem Grund sind die Anschlüsse einzeln rausgeführt??
> Kann man machen, muss man aber nicht.
> Darf man nicht machen, wenn man das Maximum aus den Analogteilen
> herausholen will.

Was wäre denn wenn ich AGND und DGND gar nicht auf dem PCB verbinde 
sondern außerhalb direkt an der Stromversorgung?

von HildeK (Gast)


Lesenswert?

Marek schrieb:
> Was wäre denn wenn ich AGND und DGND gar nicht auf dem PCB verbinde
> sondern außerhalb direkt an der Stromversorgung?

Wie schon gesagt, schwieriges Thema.
Aber von dem Vorschlag würde ich abraten. Wenn schon eine getrennte 
Führung, dann sollte die Verbindung großzügig im Bereich der Wandler 
erfolgen. Du kannst ev. die GNDD und GNDA zwischen den beiden Bereich 
etwas schlitzen, aber im Bereich der Wandler ist meiner Meinung nach 
eine gute GND-Verbindung der beiden wichtig.

Ich hatte mal vor vielen Jahren einen schnellen DA-Wandler von Analog 
Devices im Design. Da habe ich das so gemacht.
Und nach einer Applikationsschrift von denen wurden die AD-Daten über 
500Ω-Widerstände an einen sehr nahe angebrachten Buffer übergeben, um 
durch GND-Bouncing im AD-Chip Störungen zu vermeiden.
Ich weiß nicht, ob die Applikationsschriften von Analog noch im Netz zu 
finden sind, aber bei denen gab es meiner Ansicht nach immer sehr 
fundierte Aussagen.

von -gb- (Gast)


Lesenswert?

Ich finde auch eine durchgehende Massenfläche gut. Damit aber keine 
Ströme aus dem digitalen in den analogen Bereich reinkommen sollte man 
die Baugruppen auf der Platine entsprechend anordnen. Eben so dass 
digitale Leitungen nicht den Analogbereich queren und umgekehrt.

von Gustl B. (-gb-)


Lesenswert?

Und es sollten für die AGND und DGND Pins am IC iverschiedene Vias 
genutzt werden. Die Ströme über DGND sollten also nicht über ein für 
AGND auch genutztes Via zum IC fließen müssen. Bei sehr vielen 
Datenwandlern sind diese Pins sehr schön getrennt so dass man auch die 
Vias schön mit Abstand trennen kann.

Ja, das geht dann zwar auf die gleiche Massenfläche, aber die 
Stromkreise überlappen sich nicht.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.