Beberapa bidang tanah mutlak diperlukan. Dengan hormat penuh kepada Tn. Ott karena semua yang dia katakan tidak salah , dia hanya mencapai kesimpulan yang tidak lengkap karena tidak mempertimbangkan sisi analog. Poin yang tidak ada pada Tn. Ott adalah dalam bagian analog itu sendiri , beberapa bidang tanah - satu untuk setiap blok fungsional sirkuit analog - diatur dalam pola bintang-tanah, merupakan persyaratan untuk noise rendah (Douglas Self " Audio Sinyal Kecil) Desain "Focal Press 2010, NwNavGuy http://nwavguy.blogspot.jp/2011/05/virtual-grounds-3-channel-amps.html). Walaupun kedua referensi ini secara khusus mempertimbangkan desain audio, prinsip-prinsipnya bahkan lebih penting dalam sirkuit analog presisi tinggi dalam aplikasi akuisisi data dan / atau kontrol.
Masalahnya kemudian menjadi: bagaimana kita menerapkan tanah digital dalam desain yang memiliki banyak alasan analog? Kesalahannya adalah "blap" PCB dengan satu bidang tanah dan digunakan hanya teknik tata letak yang dijelaskan oleh Mr. Ott untuk menghindari gangguan antara bagian analog dan digital. Jika Anda melakukan ini, kinerja analog mungkin terganggu karena interferensi analog-ke-analog .
Dalam desain yang khas, setiap ADC atau DAC kemungkinan akan terkait dengan bagian fungsional yang berbeda dari sirkuit analog. Berikan "pulau" analog ground untuk masing-masing bagian ini dengan jalur balik tanah independen, diatur dalam pola bintang-tanah, kembali ke "tanah referensi." Tanah referensi ini belum tentu merupakan ground catu daya (atau baterai). Jika ada regulator yang memasok daya analog maka ground referensi adalah pin ground IC regulator. Mengenai sisi digital, pin ground regulator yang memberi daya pada sisi digital (jika berbeda dari yang memasok sisi analog) juga harus diikat ke tanah referensi dengan jejak sesingkat mungkin. Tanah digital juga harus diimplementasikan sebagai pulau yang terisolasi dengan tanah independen yang kembali ke tanah referensi.
Sekarang kita harus berurusan dengan antarmuka antara bagian analog dan digital. Ini termasuk
- alasan analog dan digital terpisah pada perangkat ADC dan DAC,
- pisahkan pasokan untuk daya analog dan digital pada perangkat yang sama dan
- garis kontrol seperti bus I2C atau PCI.
(1) Pisahkan dasar analog dan digital.
Desainer IC sinyal campuran tahu bahwa tanah analog dan digital harus dihubungkan bersama tetapi mereka tidak dapat menyediakan konektivitas tersebut di dalam IC karena batasan geometri koneksi die dan pad. Dengan demikian rekomendasinya adalah selalu menghubungkan kedua titik ini sedekat mungkin dengan IC. Perhatikan bahwa hal ini tidak selalu terjadi - banyak potensiometer DAC dan digital (bentuk DAC) tidak memiliki pin ground analog dan digital terpisah. Untuk perangkat ini, koneksi sudah dibuat di dalam IC. Saat menghubungkan ground analog dan digital bersama-sama, pasangan kombinasi harus terhubung ke pesawat ground analog untuk bagian sirkuit itu.
(2) Pisahkan persediaan analog dan digital pada perangkat yang sama
Pesawat daya ini akan terpisah bahkan jika tegangannya sama. Pesawat daya digital harus diisolasi dari regulator sumbernya (dan daya analog jika digerakkan oleh regulator yang sama) dengan cara manik ferit. Hubungkan daya digital IC sinyal campuran ke pulau kekuatan digital; minimal, memotong pasokan analog dan digital ke pin ground IC dengan kapasitor keramik (100nF X7R / X5R direkomendasikan, beberapa produsen IC merekomendasikan kapasitor tambahan - ikuti pedoman yang dinyatakan dalam lembar data). Ikuti panduan tata letak praktik terbaik dengan mencari kapasitor bypass sedekat mungkin dengan pin perangkat. Pastikan kapasitor bypass digital terhubung ke ground analog dan digital gabungan di sisi pin ground digital; seharusnya tidak terhubung di suatu tempat "di antara" pin analog dan digital. Ingatlah bahwa kapasitor bypass pasokan digital sebenarnya ada di sana untuk sumber pulsa saat ini yang terjadi ketika perangkat digital beralih status. Jadi ada loop arus AC dari pin pasokan digital, melalui kapasitor, ke pin ground (sisi digital) dan kembali melalui perangkat ke pin daya digital - loop saat ini yang dapat dan akan memancarkan radiasi. Inilah sebabnya mengapa penting untuk menempatkan kapasitor bypass sedekat mungkin dengan perangkat sehingga meminimalkan ukuran loop saat ini. ke pin tanah (sisi digital) dan kembali melalui perangkat ke pin daya digital - loop saat ini yang dapat dan akan memancarkan radiasi. Inilah sebabnya mengapa penting untuk menempatkan kapasitor bypass sedekat mungkin dengan perangkat sehingga meminimalkan ukuran loop saat ini. ke pin tanah (sisi digital) dan kembali melalui perangkat ke pin daya digital - loop saat ini yang dapat dan akan memancarkan radiasi. Inilah sebabnya mengapa penting untuk menempatkan kapasitor bypass sedekat mungkin dengan perangkat sehingga meminimalkan ukuran loop saat ini.
(3) Saluran kontrol seperti I2C dan / atau bus PCI
Sejauh ini, mengingat hal di atas, kita mempunyai masalah menghubungkan garis kontrol dari, katakanlah, mikrokontroler ke perangkat sinyal campuran karena garis-garis ini harus, secara definisi, melintas dari sisi digital ke sisi analog. Untuk ini, ikuti rekomendasi Tn. Ott untuk menyediakan jembatan antara analog dan digital. Untuk setiap pulau analog yang memiliki garis kontrol yang menghubungkannya ke sisi digital, sediakan jembatan dari setiap ground analog ke ground digital dan rutekan jalur sinyal langsung di atas jembatan itu. Bergantung pada tata letak aktual dan kompleksitas sirkuit, Anda mungkin memiliki satu jembatan yang terhubung ke lebih dari satu ground analog. Itu bisa diterima - masalah utama adalah untuk merutekan semua jalur kontrol berisik melalui jembatan. Alasan untuk ini sepenuhnya dijelaskan dalam artikel Pak Ott.
Ringkasnya, teknik-teknik di atas lebih berhasil daripada satu bidang tanah tetapi diperlukan. Tidak ada satu pun dari diskusi di atas yang meniadakan atau menghapus arahan Tn. Ott pada tata letak yang cermat dan selalu mengetahui di mana jalur arus DC dan AC mengalir ( kedua jalur - kirim dankembali). Sebagian besar auto-router akan mengalami kesulitan memberikan hasil yang berkualitas dengan pemikiran di atas. Anda akan selalu harus melakukan beberapa perutean dengan tangan - teknik hemat waktu yang mungkin adalah dengan merutekan pulau-pulau sirkuit secara otomatis dan merutekan antar-sambungan, pengembalian tanah, distribusi daya, jalur kontrol. Beberapa aplikasi tata letak PCB memiliki dukungan yang lemah untuk membuat jembatan ground analog-ke-digital karena secara efektif menghubungkan jaring sinyal yang berbeda. Jika perangkat lunak Anda memiliki dukungan eksplisit untuk ini, bagus, jika tidak, Anda mungkin akan dipaksa ke dalam situasi di mana Anda mengganti kesalahan yang terdeteksi oleh proses DRC.