Quando ci si trova davanti ad un segnale di massa misto – analogico e digitale insieme – di PCB, abbiamo diverse vie per poter gestire al meglio la situazione senza incappare in fastidiosi disservizi. Sapendo bene che i piani digitali ed analogici debbano restare separati per ridurre l’EMI, ossia l’interferenza elettromagnetica, dobbiamo però trovare una soluzione per poter mettere ugualmente insieme la loro massa a terra.
Procedendo con una massa a terra errata si rischia infatti di ottenere il loop di massa e il conseguente rumore a bassa frequenza tipicamente a 50Hz o multipli, detto anche rumore di alternata o Hum.
Per evitare che questo avvenga arriva in aiuto la massa a stella, ossia un punto singolo che connette insieme piani analogici e digitali eliminando allo stesso tempo il loop di massa. Questo sistema è ideale nel caso in cui si abbia un PCB singolo con un solo convertitore analogico-digitale e viceversa. Questo sistema non deve avere obbligatoriamente la forma della stella, ma l’importante è che tutto venga coinvolgiamo in un solo ed unico punto.
Per riuscire a minimizzare l’EMI a monte è utile l’utilizzo di un software che possa facilitarci la vita come CircuitStudio, grazie alle sue funzioni avanzate per la progettazione da zero di una scheda PCB e alla sua interfaccia facile da utilizzare, la libreria delle parti, l’editing dei PCB in 3D nativo. Infatti per ottenere un lavoro pulito ed efficiente, la base è proprio la progettazione iniziale che deve prevedere da subito le soluzioni ottimali per poter gestire ogni componente. Nel caso poi di un sistema misto avere le idee chiare e messe su progetto fin dall’inizio, non rischierà di far incorrere in spiacevoli effetti negativi a fine realizzazione.
Una volta effettuato il giusto progetto della nostra scheda, si vedrà che l’utilizzo di un collegamento a stella ha sicuramente il vantaggio di avere una massima funzionalità anche nel momento in cui il sistema o il componente digitale abbia un cambiamento di stato. Richiedendo maggiore corrente nell’alimentatore, otterrà la corrente dal ramo della stella a lui dedicato. Nell’eventualità di cadute di tensione sullo specifico ramo, non verrà influenzata l’alimentazione del dispositivo. Questo sia nel caso che sia il sistema digitale a creare problemi, sia che si tratti di problematiche riscontrate nella parte analogica.
La soluzione della massa a stella è indicata anche nel caso si debba assemblare solo sistemi digitali e/o sistemi analogici dove però il funzionamento potrebbe venire compromesso tra i vari sotto sistemi. Da ricordare anche che per la migliore riuscita è consigliato utilizzare collegamenti i più brevi possibili utilizzando poca lunghezza in ogni singolo cavo. In questo modo la possibilità che venga riscontrato il ronzio diminuisce notevolmente.
