アナログGNDおよびデジタルGND接続にスターポイントを使用する方法

私にとってデートで一番難しいのは、そもそも人に会うことです。私は技術者なので、生活の大部分をコンピューターの前で過ごし、いろいろな人と話をすることがありません。それが、デートサイトやデートアプリが素晴らしいアイデアだと思う理由の1つです。他の方法では全く不可能であろうつながりを持つのに役立ちます。他の人と絆を結ぶことは困難ですが、アナログGNDプレーンとデジタルGNDプレーンをリンクするのは、さらに困難です。ノイズが多いデジタルチップは、敏感なアナログ回路に干渉する場合があります。したがって、この2つは離す必要がありますが、一方で同じGNDに参照される必要もあります。プレーンを行き当たりばったりに接続すると、解決できないほど問題が発生する場合があります。そこでスターGNDの出番です。スターGNDでは、デジアナ混在信号回路の異なるGNDを結合できます。

デジアナ混在信号接地の問題

デートと同じように、デジアナ混在信号PCBの接地は、多くの問題と解決策があり複雑です。ご存知のように、EMIを減らすには、アナログ信号とデジタル信号を離しておく必要がある一方で、これらは一緒に接地する必要があります。接地が不適切だと、大きなGNDループができて、回路の中やおそらく周囲にノイズが発生します。

デジアナ混在信号基板での主な問題は、デジタル回路です。デジタルスイッチングチップは、ノイズが非常に多いのですが、単独では問題になりません。しかし、アナログ回路と組み合わせると、デジタルEMIはしばしば、敏感なアナログ信号と混じってしまいます。このような理由で、一般に、これらの2つのシステムは離しておくべきなのです。

アナログ回路とデジタル回路を離すことで、別の問題が発生します。それは、浮動接地です。アナログチップとデジタルチップは全て、適切に動作するため、同じGNDに関連付ける必要があります。別々のアナログGNDプレーンとデジタルGNDプレーンを好きな場所に接続すると、GNDループができます。大きなGNDループは、アンテナの役目を果たし、基板の他の部品に、またおそらくデバイスの外にEMIを放射します。スターGNDでは、アナログ回路とデジタル回路を一箇所に接続できます。すると、GNDループやEMI放射の可能性が低くなります。

全てのGND接続はスターGNDで終端する必要があります。

スターGND

多くの人々が、愛について説明しようとして失敗してきました。私はそれほど大胆ではないので、スターGNDの概要を述べるだけにします。スターGNDは単一ポイントであり、GNDループができないように、アナログGNDプレーンやデジタルGNDプレーンを接続します。必ずしも星の形をしている必要はなく、各接続が単一の中心点で行われるということです。

（お勧めはしませんが）同時にガールフレンドが2人欲しい場合、2人を離しておく必要があります。同じように、アナログ回路とデジタル回路の互いへの影響を、できるだけ小さくする必要があります。それぞれに別々の電源レールを使用し、スターポイントでのみ接続します。これによって、GNDループ領域が最小化され、GNDプレーンでアナログ信号とデジタル信号が混じり合い互いに干渉することはありません。

いつスターGNDを使用すべきか

私の経験では、何をすべきかを知っているだけでは十分ではありません。いつすべきかも知っている必要があります。カップルが手を握るのは知っていましたが、くしゃみをした直後は手を握ろうとしてはいけないことも分りました。スターGNDの使用が適切な状況もあれば、そうでない状況もあります。

ADC/DACを1つ搭載したある単一のPCBは、スターGNDを使用するのに最適です。その種のシステムでは、スターポイントをコンバーター接地ポイントにできます。そして、コンバーターの両側のアナログGNDプレーンとデジタルGNDプレーンを同じポイントで接続することもできます。これによって、デジアナ混在信号回路のノイズが大幅に減り、接地が簡単にできます。

先に述べたように、関係が複数になると、事態も複雑になります。基板が複数のシステムを設計している場合、または複数のコンバーターを使用している場合、スターGNDは有効でないかもしれません。スターポイントが複数になり、GNDループが多くできる可能性のある点が、問題です。全てが1つのポイントで接続されるのが、スターGNDの本来の趣旨です。全てを1つのポイントで接続できない場合は、問題外です。

回路を十分に接地してください。

人は離れたままではいられませんが、アナログ信号とデジタル信号は離しておく必要があります。デジアナ混在信号回路を適切に接地しないと、ノイズが多くなります。スターGNDは、PCBでEMIを減らし、全てを適切な場所に納めるのに役立ちます。ただし、コンバーターが1つのシステムでのみスターGNDを使用するよう注意してください。システムが複雑になると、作成するスターポイントを1つだけにすることが、ほぼ不可能になります。

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スターGNDについてのご質問はAltiumの専門家までお問い合わせください。