Jump to content

    

Разделение аналоговой и цифровой земель

В разрабатываемой схеме есть цифровые компоненты (ПЛИС, память), есть АЦП, есть ЦАП, есть и аналоговая часть: фильтры, аттенюаторы, усилители.

Как организовать разделение питания, земель, общие принципы.

Просьба к талмудам board design не отсылать, нужны основные принципы, приёмы.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вот http://www.elart.narod.ru/ посмотрите. Насколько помню там есть интересные статьи по интересующей теме.

Share this post


Link to post
Share on other sites

да, есть там перевод Texas'овского шита (Б. Картер. Техника разводки печатных плат.), прочитал, но как то до конца не понял принципов.

 

В частности, в какой точке лучше объединить аналоговую и цифровую землю, через что лучше объединять, через дроссель, или просто перешейком?

 

Было бы даже лучше, посмотреть какие-нибудь конкретные примеры разводки плат с цифро-аналоговыми частями

Share this post


Link to post
Share on other sites
В частности, в какой точке лучше объединить аналоговую и цифровую землю, через что лучше объединять, через дроссель, или просто перешейком?
Объединять нужно в районе АЦП и ЦАП. Перешейком.

При этом выводы цифровой земли АЦП и ЦАП нужно тоже сажать на аналоговую землю а питание цифровой части желательно брать от отдельного источника (не цифрового и не аналогового).

Если провода от них идут длинные, для минимизации шумов нужно в непосредственной близости от них включить буферы. Земля и питание у буферов должно быть уже цифровые.

 

У AD ещё были статьи на эту тему...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Объединять нужно в районе АЦП и ЦАП. Перешейком.

При этом выводы цифровой земли АЦП и ЦАП нужно тоже сажать на аналоговую землю а питание цифровой части желательно брать от отдельного источника (не цифрового и не аналогового).

А если из расчёта, что питание на плату поступает одно +5V, а потом планируется LDO на 3.3В для цифровой схемы и другая LDO на 3.3В для аналоговой схемы. В этом случае получается по любому одна точка объединения земель уже есть: на входе системы. Как тогда организовать? Имеет ли смысл делать вторую точку объединения в районе АЦП и ЦАП?

Share this post


Link to post
Share on other sites
А если из расчёта, что питание на плату поступает одно +5V, а потом планируется LDO на 3.3В для цифровой схемы и другая LDO на 3.3В для аналоговой схемы. В этом случае получается по любому одна точка объединения земель уже есть: на входе системы. Как тогда организовать? Имеет ли смысл делать вторую точку объединения в районе АЦП и ЦАП?

Смысл аналоговой земли в том, чтобы передавать сигнал без искажений.

То есть от источника сигнала ведёте сигнальную линию и аналоговую землю, желательно параллельными курсами. По аналоговой земле не должны течь цифровые токи. Поэтому она должна расходиться "звездой", центр которой соединяется в одной точке с общей землёй (обычно около АЦП)

Share this post


Link to post
Share on other sites
У AD ещё были статьи на эту тему...

Абсолютно согласен, лучше книжки не встречал Linear Circuit Design Handbook

SECTION 12-3

Grounding

page 863

 

От себя могу добавить, что разделение эффективно для не очень высоких частот. При неудачной разводке аналоговой и цифровой земель можно получить щелевую антенну с резонансной частотой близкой к одной из частот (или гармоники) работы устройства и результат будет прямо противоположный.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Смысл аналоговой земли в том, чтобы передавать сигнал без искажений.

То есть от источника сигнала ведёте сигнальную линию и аналоговую землю, желательно параллельными курсами. По аналоговой земле не должны течь цифровые токи. Поэтому она должна расходиться "звездой", центр которой соединяется в одной точке с общей землёй (обычно около АЦП)

а в каком слое эту звезду делать? во внешних или во всех земляных слоях?

 

Linear Circuit Design Handbook

SECTION 12-3

Grounding

page 863

Спасибо, обязательно почитаю, в ссылке выше, кстати, похоже есть даже перевод этой главы на русский.

(У. Кестер, Дж. Брайант, М. Бирн. Заземление в системах со смешанными сигналами)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Закон Ома - универсален (особенно в комплексном виде) :)

Посмотрите как у Вас проходят прямые и возвратные токи, прикиньте где и как нужно поставить фильтры (и нужно ли вообще). Также обратите внимание на паразитные емкостные и индуктивные связи на плате. Нарисуйте эквивалентную схему интересующего участка и многое станет очевидным. Иногда может так оказаться что и разделять земли не надо, а надо как раз наоборот иметь одну сплошную качественную землю.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Только не надо забывать, что обычно плата подключена еще к куче разных систем - от блока питания до внешних датчиков и исполнительных устройств. Которые могут иметь свои земли, свои точки крепления к корпусу и так далее.

Учитывать надо все в комплексе. Поэтому часто соединение земель около АЦП/ЦАП приводит к обратному результату, вплоть до неработоспособности устройства. Т.е. вполне может получиться, что, к примеру, через перемычку между землями потечет 2% 10А тока питания какого-нибудь двигателя.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Закон Ома - универсален (особенно в комплексном виде) :)

Прямо-таки основной закон природы... Это для меня новость... Особенно(?), в комплексном виде...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не торопитесь земли резать, скорее важно правильное расположение элементов на плате.

 

Вот посмотрите доходчивые материалы:

http://www.hottconsultants.com/tips.html

http://www.hottconsultants.com/

Share this post


Link to post
Share on other sites

cioma и другие товарищи!

 

В документации на АЦП и ЦАП чётко указаны выводы земли, какие выводы-это аналоговая , а какие выводы- это цифровая земля. Соответственно с общего разъёма платы подключаем аналоговую и цифровую земли.

Объединять цифровую и аналоговую земли следует либо на общем разъёме ,либо на стойке, в разъёмы которой подсоединены отдельные аналого-цифровые платы.

 

Самый главный вопрос- каким критерием руководствоваться при разводке земли. К сожалению, в аналогово-цифровом бардаке никакие Ом'ы не проходят, пытался в своё время елозить омметром.

В принципе, если Вы поиграетесь с тем или иным подключением земель, то компьютер на выходе Вашей стойки даст оценку тому или иному Вашему подключению земли.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Только не надо забывать, что обычно плата подключена еще к куче разных систем - от блока питания до внешних датчиков и исполнительных устройств. Которые могут иметь свои земли, свои точки крепления к корпусу и так далее.

Учитывать надо все в комплексе. Поэтому часто соединение земель около АЦП/ЦАП приводит к обратному результату, вплоть до неработоспособности устройства. Т.е. вполне может получиться, что, к примеру, через перемычку между землями потечет 2% 10А тока питания какого-нибудь двигателя.

Это говорит только о том, что устройство спроектировано неверно.

Всегда можно сделать так, чтобы через перемычку, соединяющую цифровую и аналоговую "земли", текли только токи питания измерительно/преобразовательной части. А силовые цепи расположить в другом месте.

Для работы же в условиях сильных помех необходимо применять гальваническую развязку. Например, путём передачи/приёма сигнала дифференциально (ДУ с высоким входным сопротивлением обеспечивает такую развязку).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this