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电源回流路径讨论

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本帖最后由 newton64 于 2017-1-16 11:20 编辑

有这么一种情况,让我实在不知道如何取舍PCB的布局布线,
情况如下图所示:

这个板子是数模混合电路,其中红色标注的“1”代表数字电路,“3”代表模拟电路,“2”是电源转换。
这个设备的结构是数字地从上部回流,模拟地从下部回流。

至此先有个小问题:
①假设“2”是一个集成开关电源模块,那么“2”到“3”电流的回流是原路从“3”到“2”呢?还是从“3”直接走AGND回到5V电源呢?

这个板子其实是PXI机箱用的,官方建议是中间的灰虚线进行地分割,之间做一些阻抗,使得模拟电流只走AGND回去。
那么我就分割了,中间放了磁珠比如。那么此时“3”到“2”的回流不会从AGND绕一大圈经过DGND强行回到“2”吧?

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这时候又有这么一个需求:


再需要引入一个叫VCC的电源,这个电源是外部的,电源和地只能通过插座直接上到板上,无法和5V放在一起。
这时我的考虑是“2”这个开关电源开关电流较大,放在数字地一侧较好(这样想对吗?),所以VCC也是从数字地登陆,通过“2”到了“3”给模拟器件供电。
②但这样问题又来了,从“2”会有开关电流回到VCC,从“3”会有大量直流电流回到“2”,但我的VCC从数字地登陆属于数字电源,我的模拟电路这时的回流无法走AGND回到干净的地平面,而是只能顺着回到VCC(对么?),这样模拟地回路会不会不干净呢?

望有人指点迷津,谢谢。

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以下延伸到另一个问题:

我想请教开关稳压器TPS这个系列的芯片在布局布线方面的问题。
例如我现在用TPS54821,我知道开关稳压器的瞬态电流很大,所以在地上会有一些噪声,而且我的模拟器件的精度要求较高(比如在1mV以下),我就想是不是应该把稳压器放在数字地上,让开关电流顺数字地流回?那这样就如下图所示:
开关电流会按数字地流回按说,但是电源从数字平面到模拟平面,这个跨平面的回流是怎样的?会从模拟地流回电源根部再经过数字地流回开关稳压器吗?(我的数字地和模拟地在电源根部连接),这样会有问题吧?如果我在数字地模拟地间加个0欧姆,回流倒是直接流回稳压器,但是地就构成环路了,这样好像也不太好。

所以我对采取怎样的措施表示疑惑。

从根本上想,如果开关稳压器也放在模拟地上就没这么多麻烦了,但是这点我尤其想请教,如果放在模拟地上,开关电流的干扰会足以影响模拟精度吗?

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沙发
newton64|  楼主 | 2017-1-16 11:22 | 只看该作者
模拟精度希望能小于1mV,所以才进行平面分割,以前曾有过模拟地被弄脏的教训,所以小心翼翼。

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板凳
李飞789| | 2017-1-16 14:48 | 只看该作者
帮顶

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地板
firefight4321| | 2017-1-16 15:12 | 只看该作者
1、模拟数字共用一个电源,不必再考虑分地了,难道你的电源输出还分模拟地和数字地?
2、模拟电路请使用LDO,实在要用DCDC的话,电源地和信号地还是应该用同一个。
大家都说回流以最低阻抗回流,其实根本就不知道哪里是最低阻抗,实际应用中药考虑的细节太多,所以经验才宝贵。
如果你能完全控制回流,那你就是万磁王了

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