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[参考译文] TMS320F28379D:TMS320F28379D 的 AGND 和 DGND

Guru**** 2538930 points
Other Parts Discussed in Thread: TMS320F28379D

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/c2000-microcontrollers-group/c2000/f/c2000-microcontrollers-forum/916116/tms320f28379d-agnd-and-dgnd-for-tms320f28379d

器件型号:TMS320F28379D

您好!

我正在尝试使用 TMS320F28379D 微控制器设计 PCB。  我已将 PCB 划分为 PWM 的数字部分(具有 DGND)和 ADC 引脚的传感器反馈模拟部分(具有 AGND)。  但是、如何将 DGND 和 AGND 连接到 TMS320F28379D 引脚?

查看 F28379D Launchpad 和 F28379D 控制卡的原理图、两个电路板看起来都只使用一个连接到 TMS320F28379D 微芯片引脚的接地端。  这是为什么?  我对此非常困惑、因为我想 ADC 引脚需要单独的 AGND、因为由于 PWM 的数字电流快速变化、DGND 可能会产生噪声。  

假设在 TMS320F28379D 微芯片上只使用一个接地是正确的、这应该是我的 DGND (来自 PCB 上的数字部分)还是 AGND (来自 PCB 上的模拟部分)?

谢谢、

Kevin

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    有人能帮我解决这个问题吗?

    谢谢、

    Kevin

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    尊敬的 Kevin:

    为了获得最佳性能、您可以使用单独的模拟和数字接地、并在 MCU 下方的单点连接平面。  我们执行此操作是我们的一些特征评定板。 但是、只要通过相邻和适当的平面(或专用的信号返回布线)为所有信号提供良好的信号返回路径、并且将噪声信号与敏感信号进行物理隔离、就会获得良好的信号完整性。  由于大部分 PCB 堆叠专门用于接地层、因此 controlCARD 实际上具有相当好的信号完整性、并注意使模拟路由远离数字路由(至少达到连接器引脚分配定义允许的值)。    

    如果操作不正确,则分离平面实际上会使性能变得更差。  您真正要避免的是任何跨越平面切口的信号。  例如、如果数字信号穿过平面中的切口并在模拟部分上运行一段时间、则附近将没有任何信号返回路径。  这将导致信号扩散并导致整个电路板产生噪声。   

    一种可能的方法是在电路板上的模拟信号和数字信号之间放置分隔线、然后实际分离布线、但不要实际分割参考平面。  这可以获得模拟和数字信号之间物理隔离的好处、但如果您在参考信号时出错、结果不是灾难性的。  

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    您好 Devin、

    感谢您的详细答复。  在我当前的 PCB 设计中、我在3.3VDC 电源的输出端将 AGND 和 DGND 连接在一起、用于为数字电路和模拟电路供电。  我尽量对 PCB 进行分区、其中所有数字信号都位于 PCB 的右半部分、物理上远离 PCB 左半部分的模拟信号。

    我还应该在 MCU 下连接 AGND 和 DGND 吗?  现在、我只有 DGND 连接到 MCU。  这是否会对 ADC 输入上的噪声产生不良影响?

    如果我在 MCU 下连接 AGN 和 DGND、我如何确保快速变化的数字电流将通过 DGND 平面返回、而不是通过 AGND 返回、并导致 ADC 读数产生噪声?

    谢谢、

    Kevin  

     

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    尊敬的 Kevin:

    您希望所有模拟组件和模拟走线都以 AGND 为基准并连接到器件 VSSA 和 VREFLO 引脚、以及所有以 DGND 为基准的数字组件并连接到 VSS 引脚。  然后、通常应在器件下方的单点(也连接两个接地区域)将 VSS 连接到 VSSA。 同样、用于数字信号的任何电路板连接器应将 DGND 连接到接地引脚、而用于传感器或其他模拟信号的电路板连接器应使用 AGND。   

    如果不以某种方式将 AGND 连接到器件(或将其连接到器件的 DGND)、则模拟信号将不会有(良好)的返回路径、从而导致信号完整性问题。   

    如果您将 VDDA +模拟信号组件的3.3V 电源与数字组件的3.3V 电源分离、您还需要确保这些电源布线/平面以正确的接地端为基准。  如果两个3.3V 电源是由相同的较高电压轨生成的、则接地端也必须连接到生成点(因为 LDO 或稳压器 IC 需要为输入和输出电源域提供接地连接、 除非它是某种类型的隔离式稳压器)。

    防止数字信号通过模拟的电流返回路径的主要方法是确保它们具有通过数字接地的良好电流返回路径。  您还需要模拟信号具有良好的返回路径、以确保其信号能量也处于局部化状态。   

    来自此 EE Times 文章(https://www.eetimes.com/introduction-to-high-speed-digital-design-principles/#)的图像

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    谢谢、您的解释非常清楚、非常有帮助。

    对于传感器的连接器、我使用的是 AGND、正如您所说的。  但是、我的问题是(部分)来自 ADC 信号的返回电流可能会在 MCU 的连接点和电源的连接点之间流经 DGND、如下所示

    这是有效的担心吗?  如果是、您是否会建议以下方法之一来缓解此问题?

    1. 将电源放置在非常靠近 MCU 下连接点的位置,这样距离电流可能通过 DGND 的方式会相对较短?

    2. 将电源放置在远离 MCU 的电路板一角,希望几乎所有电流都沿左图中的路径流动,因为该路径的阻抗大概较小。

    3. 对模拟和数字电源使用单独的隔离式稳压器时,电源的 AGND 和 DGND 之间不会有连接?

    谢谢、

    Kevin

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    尊敬的 Kevin:

    我认为它主要涉及布局/实施。  如果电流的接地层在布线下方运行、则不应采用电路回路。  如果信号非常慢或直流、则电流仅采用电阻最小的点对点路径(而不是处于阻抗最小的布线路径下)、在这种情况下、我认为只需在输入和模拟接地之间的信号引脚上放置一个电容器就足够了。   

    如果您担心这种情况、可以尝试一种简单的实施策略是使用可接受 SMT 电阻器或电感磁珠的封装来连接器件下方的两个接地端。  然后、您可以评估以下场景:

    • 通过0欧姆电阻接地
    • 通过电感磁珠接地(阻止高频)
    • 接地未连接