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讨论模拟电源与数字电源/模拟地与数字地专题

jpp
高工
2009-03-02 21:10:55     打赏
讨论模拟电源与数字电源/模拟地与数字地专题    
  关于模拟电源与数字电源,模拟地与数字地的大家有什么高见呢?
在网上看过一些关于这个问题的谈论,但是还不是太明白.
就是模拟电源与数字电源,模拟地与数字地应该怎么连接的问题.
首先是模拟电源与数字电源的连接,一些人说应该在电源接入处用粗线连接,这样好一些.
再次是模拟地与数字地,这个更关键,做的不好就有可能造成系统不稳定或是精度不够,看了一些贴子,一般的认为应该用小磁珠把两个地连接到一起,有的人说用0欧的电阻把两个地连在一起,并且做到同一点接地. 但是实际中我接触的电路板中这样做的没见过,可能是我接触的太少了吧.    这里有高手可以说一下对这个问题你们是怎么解决的吗?  期待!

一楼
再次是模拟地与数字地的连接不要使用磁珠或者0欧电阻连接

二楼
发表我的个人看法。
  这确实是老话重提，这是一个集电工学+电磁兼容性+PCB设计的综合性课题。在每一个设计工程中都会考虑到这个必不可少问题。对于这个话题展开讨论我还是赞成的，同时透过这次的讨论希望更多的新手们能了解到更多关于“地”认识。从而减少在工作的误区。
  关于电路中的地，以我们最常用的MSP430系统作为例子吧。电路中地是一个电路中公共电平参考点，不管是电路还是电源都以这地作为基准。而这次我们要讨论的是“数字地和模拟地之间的连接与关系”，我想就以这个作为重点向大家解释一下。以下是个人的主观意见，如有不正确之处请读者能给予指正。
  所谓数字地一般来说是指数字电路类型集合的公共参考地，而模拟地也是类同之意。在一个复杂的电路系统中，往往会出现很不同类型的电路。通常我们在以电路的工作类型或工作频率将其划分。如数字、模拟之类划分或以速度或频率频段划分等。在数字电路中，电路通常是处于开关状态，而在所有数字芯片接地端汇集在一起。而这个汇集地因电路不停地开，这样在回流地端上也会因而产生一些开关高频噪声。在设计PCB中若然这些电路处理不当的话，例如，将数字系统的地回流走线与模拟电路的地连接在一起。这样很有可能将地噪声信号引入模拟电路中，若果引入的地方是模拟电路是放大部分。那么很可能会将这些噪声进放大或干扰到模拟电路的正常工作或产生识动作等情况。为了处理好这个可能性的发生，一个复杂的混合信号电路中我们在设计PCB时往往会将其电路类型进分开布局处理。这样有利于减少数字电路对模拟电路的干扰。通常在PCB中会采用一点汇流接地的方式来解决这种问题，如数字电路设计PCB时先采用公共地接点，而模拟同样处理。在最后将数字地与模拟地同样汇接到电源的地端上进行一个电流回路。
  另外，在数字电路中，同样要加增对电源的高频退耦处理，如最常用的有在电路供电端增加0.1uf的退耦电容。这个电容通常用两个作用，其一是减少高频信号回路的高频电阻。因为在高速开关中电路处于高速开关状态，电流需要快速流动。然而，由于电源大电解有存在，同样由于大解电容本身结构的原因当高速电流回流时大电解电感效应会对高速电流产生感抗。这样从而增大了高速或高频信号回流的阻抗，这个对于模拟电路来说是很不利的。此时增加了高频特性的退耦电容可以助于减少高频阻抗的产生。其二，在数字电路中，由于电路常处理开关状态。在电源供电端也会因而产生一些高频带噪声，在多数字电路并联中，这些噪声容易影响到其他电路中。那么此时在增加退耦电容就可以有效过滤掉这些高频噪声，让其直接对地回流。
  以上就本人对数字地与模拟地之间关系与处理方法提出一些个人观点，也许有很多不足之处。希望有前辈们给予指正。同时也欢迎广大网友能进来微控论坛进行讨论。先写这里，后面有不足之处再作补充。谢谢！
  可能错别字较多，呵呵  

发表 2007-07-20 10:53:21第4楼


下面引用由charleswen发表的内容：

再次是模拟地与数字地的连接不要使用磁珠或者0欧电阻连接
为什么不能这么连接？能不能说下理由？我一般都用的0欧电阻连接。

发表 2007-07-20 13:41:00第6楼
在要求不高的场合时可直接连接

表 2007-07-20 19:31:29第7楼


数字地可否和电路板上铺的模拟地层 在某一点连到一起? 或是用0欧电阻和地层在某一点连接呢?  高手指点.


发表 2007-07-23 01:27:22第8楼
不要搞混其0欧电阻的作用,0欧电阻在电路上是个短路点

  大家不要搞混其0欧电阻的作用，我认为0欧电阻在电路上来说只是一个短路点。而他真正起作用只是方便在PCB设计上的铺铜操作连通“地”集合。
  为什么这样说呢，下面我为大家介绍一下为什么在PCB设计上常用到这个0欧电阻。
在我上贴中，我也提到了。在一些复杂的数模混合电路中，时常为了减低数字电路与模拟电路之间的影响。往往在PCB设计上铺地处理时做一个地与地区之间起一个连接的作用。就是那么简单！我就打个简单的单电源系列为例，电路中以地作为参考，在这个系统中。所有电流回路都需由正端流向负端(相对此例单电源电路中而言)，所以在不同工作类型的电路中，其电路回路最终电流回流端都是入地的。那么在不同电路中，为了减少互相之间的噪声影响。所以在电路PCB的布局上和铺铜处理方面都需做相应的区分处理(电源供电和布线上也应如此，在此暂不提太多关于PCB设计上的电性规则问题)。就是为这样的区分铺铜，那么最终都需要汇流到公共地端上。本来如果是采用纯属的同一网络铺铜处理这从PCB软件布线上是没有问题的。但在我们日常实际设计电路图时为了更好的读图及专业表达为由，往往在设计电路图时已将不同的电路类型也已划分好了。同时，也将不同的类型电路的地网络归类并为其命类同的地名。如“PGND GND DGND AGND....”等这些都是用来表达不同的类型电路地端。而这地端在电性上又最终连接在一起的，但是由于PCB设计软件上电路的同一网络端中只允许一个网络名的原因。同时，由于电路地的归类与汇集连结的必要。所以，这时就需要一个跨地之间连接的导线了。这个连接的导线正是解决了多地网络和地集合的作用。或者说，你也可以用一个焊点或跳线来代替0欧电阻。用0欧电阻只是一个方便而已。所以，从电性上说这0欧电阻是多余的。

  第二个问题，关于为什么不能用磁珠。这个也是一个电磁问题。
  首先，磁珠是一个具有高频特性的器件，而一般常用用法是用于子电源供电与主电源供电之间。由于其本身器件的特性原因--等效为一个低通滤波器。所以其主要作用是起滤波作用，目的也是为了减少来自主电源或其他并联电路所产生的噪声串扰。这就是磁珠大概的用处。
  那么为什么区地之间不能使用磁珠呢，从直流静态的角度上看，一般磁珠都有一定的直流电阻值。如果将这个电阻值串联在两个地之间(类型地与电源地)，很显示是破坏了“地”参考点的电位和产生电位差。所以这也是为什么不建议用磁珠来代替导线或0欧电阻的原因了。
   关于数字地与模拟地或电源公共地之间连接及层区分的问题。呵呵，这同样是一个PCB设计中的电磁兼容性和性号完整性问题(在设计高速PCB时更能体现出来)。在这里我就不作在PCB设计上的规则了，说来也话长且也不在本贴的主要讨论话题上。
  上述也是跟大家草草地讨论关于线路上“地”间常见问题。正如楼上那位网友所说,我上述的只是基于复杂一点的数模混合电路来讨论。若一些网友自行制作一些简单的实验板时则无需区分得如此细分。另外，若真正去细心设计到这样的电路和PCB时这里也是一门学术技巧，也真费心的。以上并没有大多的学术上理论表达，希望新手能明白些。纯属个人主观见解和工作体会，欢迎来微控技术论坛与我们论坛。
  写了有点多，晚安了！  
发表 2007-07-23 09:25:32第9楼
减少地线上的公共部分主要是避免电流流经不同器件造成最终到地端的电压不同，也就是说会让地线上的不同部分的“参考”不同，若在这些参考上引出地线与其他子板相连，对于子板来说，不同点，就有不同的参考，没有了标准。
正如DC老大所说，数字部分的电源和地里有有很难消除的高频脉动噪声，而许多器件对电源的波动是敏感的，尤其是模拟器件。这就是在精密测量中，常用直流稳压源而不用开关电源的主要原因之一。因此数字和模拟部分的地在布局布线上最好都能分模块。
个人认为也有折中的方法，考虑信号流向的问题，模拟的地可以汇集后经数字地流向电源地，但不能数字地通过模拟地流会电源。去偶电容、高电源电压抑制比的模拟器件也是常用的手段。

发表 2007-07-25 00:28:47第10楼


   大家可以将这个主题继续讨论下去，或分享你在实际工作所碰到的问题和解决方法。可以的话我们可以不定期地开展类似技术问题进行探讨。可以的话，我们可以请一些高手进来坐堂开讲。
   当然欢迎各位提出宝贵意见。我们不要单看贴，同时了要分享自己的工作心得。和人分享技术心得也是一件乐事。关键技术你可以保留，但工作中或设计中碰到的有趣的事不防也花小小时写写出来与大家分享一下。这是一件多么美好的事情...

发表 2007-08-07 17:06:43第11楼
我一般用的也是０欧电阻！
发表 2007-08-30 01:47:30第13楼


我一般模拟数字电源都单独，除了在主滤波电容处交汇外其他地方没有交汇，模地和数地也一样。

发表 2007-08-31 10:58:52第14楼
我个人觉得那个0欧姆电阻的作用，前面几个说得不全，也不完全正确，个人认为，那个0欧姆电阻除了楼上说的那些，我们也不能忽略了它的寄生电感的存在，从某种意义上来说，其实它更接近等效一个电感，是一个简单的滤波器的作用，还有一点的是楼上的说的用了磁珠后产生了参考地的漂移，使系统的稳定性被破坏，这个我也不敢苟同，因为它本质上并没有导致了子系统的工作，只要系统之间可以正常工作就没有什么大的问题。
个人看法，如有说得不对的地方，望指教。
发表 2007-10-22 19:20:18第18楼


我看一般的都是在数字电源和模拟电源之间用磁珠，地是公用。我没试过效果怎么样

发表 2007-10-29 23:52:42第19楼
这个问题很重要 讲的很好 我觉得就是一定要加电容  然后连接也有星型连接等多种联结方式
   
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关键词： 讨论     模拟     电源     数字     专题     一些     这个     连接     问    

jackwang
院士
2009-03-03 09:03:15     打赏
2楼
看看我的空间，有好多有关电源与电源管理技术方面的演讲稿呢

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jpp
高工
2009-03-03 16:12:40     打赏
3楼
谢谢楼上朋友，最近在钻研接地的问题，涉及的太多了，众说纷纭，看的脑袋都大了。

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