Jump to content

    
Sign in to follow this  
Dima1060

Разделение земель

Recommended Posts

И, самое главное, выходы АЦП не нагружать прямо на линии, ведущие к цифровой части схемы. А только через (маломощный) буфер, с малой входной ёмкостью, землю которого отделить геометрически от аналога, при помощи вырезов/раздельных полигонов, как Вы написали.

Входных сигналов АЦП и ЦАП это тоже касается. Буфер при этом нужно питать "чистым" источником.

 

Как дешевая альтернатива буферу, можно обойтись резисторами, врезанными последовательно с цифровыми КМОП выходами, неподалеку от них. Если скорости малы, резисторы можно ставить довольно высокоомные. Для бОльших скоростей, возможно, придется номинал выбирать такой, чтобы выходное сопротивление плюс резистор в сумме были близки к волновому сопротивлению линии.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Обеспечив наиболее комфортные эти условия

Правильно говорить: "изменив условия измерения". Например, примерив термостат, вы не имеете оснований сравнивать параметры с теми, что приведены для диапазона температур. Уменьшив полосу, вы не имеете оснований сравнивать RMS шума с приведённым в даташите, и т.п.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Простите, но вопрос требует уточнения.

Скажите, правильно ли я Вас понял, что Вы хотите получить наилучшие характеристики по шуму/помехам от каждого из этих устройств?

Не обязательно, скорее в таком порядке: наилучшие характеристики от AD1852, от PCM2903 можно похуже, от CS4344 тоже

 

В принципе - верно.

Только при этом должно быть выполнено существенное условие - гальваническая изоляция входных/выходных цифровых сигналов АЦП/ЦАП от остальной системы.

Я не говорю об изоляции в широком диапазоне напряжений. Однако, входы КМОП вентиля гальванически изолированы от его выходов в пределах напряжения питания +/- 0,6 вольт.

Этим нужно уметь пользоваться.

Каким образом пользоваться?

 

В принципе - верно.

 

А уже землю вентилей/буферов подключать к земле системы, а Вашу заливку соединять с ней в одной точке. Бусина при этом вряд ли нужна.

Погодите, Вы согласились, что правильно все залить одной землей, а потом говорите, что землю системы нужно соединять с заливкой в одной точке, то есть полигонов земли уже два...

Вы имеете ввиду как на этой картинке?

post-65102-1534406396_thumb.png

 

Земли можно и нужно разделять. Само это разделение может быть "виртуальным", достигнутым компоновкой узлов в определенных зонах платы, даже покрытой одним сплошным полигоном. Сути дела это не изменит - земли будут разделены, ппросто соединяться будут не в одной точке, а на участке шириной во всю плату.

 

Более явное разделение, при помощи вырезов или раздельных полигонов, дает определенные удобства. Но при этом нельзя пускать скоростные сигналы поверх этих вырезов, они всегда должны идти над землей.

Вы запутываете) Разделение земель - это как в референсных платах, DGND, AGND, соединены бусинкой. А то что Вы предлагаете, наверно правильно назвать разделением цифровых и аналоговых возвратных токов. Собственно я поэтому и создал тему. Подумал, а что если я все свои ЦАПы разверну цифровой стороной к цифровой части схемы, все равно возвратные токи от них никак в аналоговую часть не попадут.

Edited by Atlantis-

Share this post


Link to post
Share on other sites
Здравствуйте!

У меня на плате предполагается одновременное использование DAC AD1852, DAC CS4344 и кодека PCM2903. В даташите на AD1852 и оценочной плате земли разделены и рядом с ЦАП соединены ферритовой бусинкой. У CS4344 разделения земель нет. У PCM2903 вроде цепи земель разделены. Как лучше поступить? Разделять аналоговую и цифровую земли или сделать одну?

Тут очевидно ничего не поможет.

Просто AD1852 и CS4344 нельзя ставить вместе, вот и все.

Иначе качество работы AD1852 деградирует.

Либо говорите уже про три аналоговых земли, три аналоговых источника и проч.

А у PCM2903 так вообще 4-е! земли.

Производители таких микрух не рассчитывают на такие миксы как вы задумали, поэтому придется смирится с деградацией синалов в бюджетном исполнении.

Share this post


Link to post
Share on other sites
на этой картинке?
Вам еще не надоело постить картинки из индийских комиксов? Начните наконец изучать что-то более приближенное к реальному миру.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вы запутываете) Разделение земель - это как в референсных платах, DGND, AGND, соединены бусинкой. А то что Вы предлагаете, наверно правильно назвать разделением цифровых и аналоговых возвратных токов.

 

Вы приводили хорошую картинку с двумя эквивалентными схемами. Вот ко второй схеме и надо стремиться, тем или иным способом.

 

А бусинки во второй схеме нет, для варианта с бусинкой надо рисовать третью схему. Причем оправдание для бусинки - сильная (емкостная, очевидно) связь между цифровой и аналоговой землями. Которой в общем виде нет, но которая может появиться при каком-то специфическом раскладе.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вам еще не надоело постить картинки из индийских комиксов? Начните наконец изучать что-то более приближенное к реальному миру.

Ага, перейдем от одних комиксов к другим комиксам. :biggrin:

Хотя даже там в конце концов предлагают стабилизатор аналогового питания ставить рядом с аналоговой микросхемой.

Я бы даже сказал что земли должны соединиться под этим стабилизатором.

И так для каждой низкошумящей аналоговой IC.

Хотя еще упущена проблема внешних блуждающих токов и излучений.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ТС, найдите книжицу (она в сети есть):

 

Бонни Бэйкер

"Что нужно знать цифровому инженеру об аналоговой технике" 2010

 

точно вам говорю - просветление наступит.

 

PS: переводчика названия прибил бы (Bonnie Baker "A baker's dozen real analog solutions for digital designers") ну ведь "Чёртова дюжина конкретно аналоговых решений для разраба-цифровика"

Share this post


Link to post
Share on other sites
Как дешевая альтернатива буферу, можно обойтись резисторами, врезанными последовательно с цифровыми КМОП выходами, неподалеку от них...
Только как паллиатив.

Не советую. Есть отрицательный практический опыт коллег, которые "не послушались".

 

Правильно говорить: "изменив условия измерения".
У меня всё правильно написано. Поскольку "изменения условий измерения" нет, но требования к ним ужесточаются до наиболее комфортных для АЦП величин.

 

Например, примерив термостат, вы не имеете оснований сравнивать параметры с теми, что приведены для диапазона температур.
Имею.

Потому, что работаю на результат, а не на абстрактные характеристики.

 

Уменьшив полосу, вы не имеете оснований сравнивать RMS шума с приведённым в даташите, и т.п.
Тут вы не правы, ибо речь шла о снижении шумов относительно референсной платы АЦП в любой полосе.

 

Не обязательно, скорее в таком порядке: наилучшие характеристики от AD1852, от PCM2903 можно похуже, от CS4344 тоже
Всё же непонятно, что нужно: шум, метрология, простота, и т.д?

 

Каким образом пользоваться?
Прежде всего, это нужно понять и почувствовать.

Извините, но "в геометрии царских дорог нет (с)".

 

Погодите, Вы согласились, что правильно все залить одной землей, а потом говорите, что землю системы нужно соединять с заливкой в одной точке, то есть полигонов земли уже два...
Я говорю про пуд соли столовой...

 

Залить всё одной землёй - проще всего, чтоб не мучиться. Только отделите цифровые токи от аналоговых разрезами, как тут советовали. Ну, представьте себе эти контурА, а ещё запитайте Ц и А части от разных линейных стабилизаторов (для А части нужен с малым уровнем шумов, а таких среди LDO не знаю, поэтому делал на связке Ref от AD + опер и транзистор). Обеспечьте качественные конденсаторы на входах опоры чипов.

С цифровой землёй системы лучше соединять в одной точке, но её выбрать иногда сложно. Ставьте 3-4 перемычки в разных местах, а потом подбирайте. Могут потребоваться даже все.

На цифровых линиях ставьте буферы с малой входной ёмкостью и малым зарядом переключения. Буферы выходных сигналов АЦП можно сажать на землю остальной системы. Буферы входных сигналов должны иметь малый заряд переключения, и также отделяться от цифровой земли АЦП/ЦАП разрезами.

Бусины между землями правильно спроектированной системы ставить вредно.

ЗЫ. Всё это верно лишь в смысле метрологии, или "хай-энд".

Нужно ли такое - Вам решать.

 

Вы запутываете) Разделение земель - это как в референсных платах, DGND, AGND, соединены бусинкой.
Это плохое решение, и оно - "от бедности".

Вместо того, чтоб обеспечить гальваническую изоляцию, как я писал выше.

Стоимость маломощных КМОП микросхем, которые можно использовать в качестве буферов/изоляторов, ничтожно мала по сравнению с остальным.

 

А то что Вы предлагаете, наверно правильно назвать разделением цифровых и аналоговых возвратных токов. Собственно я поэтому и создал тему.
Здесь Вы всё правильно понимаете.

Я говорил, в первую голову, о том, что нагрузка цифровых выходных линий и шумы входных линий АЦП/ЦАП влияют на характеристики системы не меньше, чем качество питающих напряжений, и конфигурация земель.

 

Подумал, а что если я все свои ЦАПы разверну цифровой стороной к цифровой части схемы, все равно возвратные токи от них никак в аналоговую часть не попадут.
ПолУчите ворох шумов - будьте в надёже.

Вероятно. для Вас будет откровением, что даже шумы питания системной (цифровой) части устройства, и амплитудная модуляция ими входных цифровых сигналов ЦАП, способна повлиять на его метрологию.

Edited by Stanislav

Share this post


Link to post
Share on other sites
Бонни Бэйкер

"Что нужно знать цифровому инженеру об аналоговой технике" 2010

 

точно вам говорю - просветление наступит.

Ну почитал.

Женщина настаивает на том, что под чипами ADC типа SAR и sigma-delta земля не должна разделяться на аналоговую и цифровую. Под чипами должна быть сплошная земля.

Делает только замечание для 18-и битных SAR. Для них должен применяться цифровой буфер под которым проходит граница между цифровой и аналоговой землей.

 

Из чего следует - никогда не мешайте вместе SAR и sigma-delta, а тем более ADC.

 

Короче, похоже наука пока не в курсе дела.

Просветления не наступило.

Но оно и видно.

Бонни Бэйкер пол книги посвятила тому, как она лихо все тестирует в своей лаборатории и никогда не доверяет никакой теории.

Марку только своего волшебного осцилла не назвала. :biggrin:

Share this post


Link to post
Share on other sites
Из чего следует - никогда не мешайте вместе SAR и sigma-delta, а тем более ADC.

Четырежды перечитал эту фразу, но ничего не понял. И SAR, и sigma-delta - разновидности ADC (по крайней мере, в данном контексте).

Что значит "тем более"?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Что значит "тем более"?
Думаю речь про биты. В сигма дельта их больше обычно. По этому тем более их.

 

 

Тема до ужаса интересная. Но хоть чутка бы конкретики. Например некая эталонная схема подключения земель и питания например для 3 АЦП. Которую в результате осуждения бы поправили и был бы некий эталон как нужно делать. А заодно описание того как не нужно делать.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Всё же непонятно, что нужно: шум, метрология, простота, и т.д?

Каких то запредельных параметров не нужно. Просто хотел узнать как правильно сделать, чтобы потом не вылез какой то огромный шум или другие косяки.

 

Залить всё одной землёй - проще всего, чтоб не мучиться. Только отделите цифровые токи от аналоговых разрезами, как тут советовали. Ну, представьте себе эти контурА, а ещё запитайте Ц и А части от разных линейных стабилизаторов (для А части нужен с малым уровнем шумов, а таких среди LDO не знаю, поэтому делал на связке Ref от AD + опер и транзистор). Обеспечьте качественные конденсаторы на входах опоры чипов.

С цифровой землёй системы лучше соединять в одной точке, но её выбрать иногда сложно. Ставьте 3-4 перемычки в разных местах, а потом подбирайте. Могут потребоваться даже все.

На цифровых линиях ставьте буферы с малой входной ёмкостью и малым зарядом переключения. Буферы выходных сигналов АЦП можно сажать на землю остальной системы. Буферы входных сигналов должны иметь малый заряд переключения, и также отделяться от цифровой земли АЦП/ЦАП разрезами.

Бусины между землями правильно спроектированной системы ставить вредно.

ЗЫ. Всё это верно лишь в смысле метрологии, или "хай-энд".

Нужно ли такое - Вам решать.

Вот так, я правильно Вас понял? Питание цифровое и аналоговое ЦАПа от аналогового источника?

А как быть с PCM2903? У него дифференциальный сигнал, USB.

post-65102-1534497122_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
Четырежды перечитал эту фразу, но ничего не понял. И SAR, и sigma-delta - разновидности ADC (по крайней мере, в данном контексте).

Что значит "тем более"?

Мадам пишет, что sigma-delta - это цифровая схема по существу, а SAR - аналогово-цифровая. Поэтому их уровень помех по цифре качественно разный.

Т.е.у sigma-delta нет смысла разделять земли. А для SAR как бы надо, но хитро.

DAC-и тоже полностью цифровые.

 

А как быть с PCM2903? У него дифференциальный сигнал, USB.

В PCM2903 применен delta-sigma, значит по Бонни это чисто цифровая схема. Разделять земли под ней нельзя.

Но там стоит внутри аналоговый PLL. Но на этот счет Бонни помалкивает.

Значит ждем предложения других книжек.

Share this post


Link to post
Share on other sites
В PCM2903 применен delta-sigma, значит по Бонни это чисто цифровая схема. Разделять земли под ней нельзя.

Но там стоит внутри аналоговый PLL. Но на этот счет Бонни помалкивает.

Значит ждем предложения других книжек.

AD1852 тоже delta-sigma, но Analog Devices разделяет земли и в даташите и в референсной плате

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this