[GVC 0]

Хотел уточнить как правильно и максимально эффективно развязать цепи цифрового(VDD) и аналогово(AVDD) питая контроллера?

В контроллере используется большое количество каналов АЦП и хотелось бы максимально точно мерять при помощи АЦП, без источника опорного напряжения, а просто питая контроллер от хорошего стабилизатора и используя опорное = AVDD.

Прочитав доки на пик и умные книжки по данной тематике, определился с тремя схемками:

 

Вариант №1: Это рекомендованая схема в доке на PIC.

 

Вариант №2: Это рекомендация из книги по развязке цифрового и аналогового питания у контроллера.

 

Вариант №3: Это развязка при помощи специализированной chip ferrite beads (ну типа как раньше было ферритовая бусинка на проводнике, только это в более технологичном исполнении).

 

В принципе на разводку платы не повлияет любой вариант, так как R1, L1 и BLM21PG221SN1 все в корпусе 0805.

Надо определится что ставить на плату.

[learning_avr32 0]

...Надо определится что ставить на плату.

На Atmega48 ставил вариант 2. 8-бит / 50 ksps

[sera_os 0]

Склоняюсь ко второму варианту, но все же, разница между схемами минимальна (ИМХО).

[Vlad27 0]

Для уменьшения влияния цифровых шумов Майкрочип еще рекомендует производить измерения в режиме Sleep, когда ядро микропроцессора остановлено.

[scifi 1]

Как-то раз сделал на STM32 вариант 2 с дросселем 100 мкГн. Получилось на AVDD возбуждение, близкое к синусоиде. Заменил дроссель на резистор 100 Ом. Поэтому советую на одном образце обкатать разные варианты и выбрать тот, где шум АЦП наименьший.

[Herz 4]

Вариант №1, имхо, самый логичный и не зря рекомендуется в доках на сам ПИК.

[dinam 1]

Вариант №3 мне больше всего нравится, я сам его применяю. Вариант №1 самый дешевый. Вариант №2 самый ненадежный, может привести к самовозбуждению.

 

[-Mike- 0]

А я бы попробывал ни 1..3 вариант, а питание завёл от стабилизированного источника отдельно к цировым цепям и отдельно к аналоговым, да и землю, если это можно, развёл отдельными линиями.

Что ставить RС, LC или RLС фильтры зависит от величины тока через цепи, скважности и допустимости просадки напряжения у ножек подключения.

[sera_os 0]

Мнения разошлись :laughing: . По поводу варианта 2, согласен, возможно возбуждение (пульсации), но с конденсатором небольшой емкости. Я обычно использую долее 1мкФ, дроссель 4,7-47мкГн. Проблем не наблюдал, фильтр работал как положено.

[dxp 36]

+ за №1.

 

№2 - контур со всеми вытекающими + плохая фильтрация на НЧ, когда индуктивность нужна большого номинала, достаточного для того, чтобы ее импеданс проявлялся.

 

№3. Ферритовая бусина эффективно давит только очень ВЧ - под сотню МГц, на частотах МК она бесполезна.

 

Имеет смысл в комбинированной схеме - №1 и №2, но внимательно смотреть резонанс и добротность получающегося контура резистором эффективно свести до приемлемой величины.

[GVC 0]

+ за №1.

 

№2 - контур со всеми вытекающими + плохая фильтрация на НЧ, когда индуктивность нужна большого номинала, достаточного для того, чтобы ее импеданс проявлялся.

 

№3. Ферритовая бусина эффективно давит только очень ВЧ - под сотню МГц, на частотах МК она бесполезна.

 

Имеет смысл в комбинированной схеме - №1 и №2, но внимательно смотреть резонанс и добротность получающегося контура резистором эффективно свести до приемлемой величины.

 

Второй вариант самому не нравится. Да и дроссель такой индуктивности в корпусе 0805 проблематично найти.

Первый вариант действительно дешёв.

Третий не смертельно дорого, эта чипбусина стоит 55 копеек(грн.) И мне кажется эта чип бусина есть симбиоз первого и второга варианта, с плюсами первого и второго в одном корпусе(компактный корпус, ничтожно малое сопротивление на постоянке и довольно большое на высокой частоте)

Ну вот предложенный мной BLM21PG221SN1 в рабочем диапазоне частот контроллера уже работает:

[learning_avr32 0]

На Atmega48 ставил вариант 2. 8-бит / 50 ksps

Забыл добавить: конденсатор - 1 мкФ, дроссель - 10 мкГн (НЕ smd)

Изменено 14 декабря, 2010 пользователем forever_student

[GVC 0]

А я бы попробывал ни 1..3 вариант, а питание завёл от стабилизированного источника отдельно к цировым цепям и отдельно к аналоговым, да и землю, если это можно, развёл отдельными линиями.

Что ставить RС, LC или RLС фильтры зависит от величины тока через цепи, скважности и допустимости просадки напряжения у ножек подключения.

непозволительная роскошь для меня... места на плате нет совсем.

 

Вариант №3 мне больше всего нравится, я сам его применяю. Вариант №1 самый дешевый. Вариант №2 самый ненадежный, может привести к самовозбуждению.

 

что за Beads используете ? на какой частоте контроллер работает ?

[vetal 0]

К третьему варианту конденсатор не менее 10мкФ нужен для подавления резонанса бусины.

[dxp 36]

Третий не смертельно дорого, эта чипбусина стоит 55 копеек(грн.) И мне кажется эта чип бусина есть симбиоз первого и второга варианта, с плюсами первого и второго в одном корпусе(компактный корпус, ничтожно малое сопротивление на постоянке и довольно большое на высокой частоте)

Большое сопротивление у нее получается на большой частоте - обратите внимание, что график приводится, начиная с 1 МГц, что для мелких низкочастотных МК уже ощутимая частота. При этом ее импеданс на этой частоте очень небольшой, а эффективность она дает на десятках-сотнях мегагерц.

 

Кроме того, бусина спроектирована так, чтобы создавать частотно-зависимое сопротивление без "паразитного" (в данном контексте) эффекта реактивности - т.е. на сотне мегагерц она имеет почти активное сопротивление - это достигается за счет специального феррита с повышенными потерями на ВЧ, поэтому бусина на этих рабочих частотах не образует с блокировочными конденсаторами питания паразитных контуров. Все это делает ее очень подходящим элементом для фильтрации ВЧ помех типа "иголок" от быстрых сигналов, что просто необходимо для, например, питания чувствительных высокочастотных аналоговых схем типа ФАПЧ.

 

Но на НЧ и относительной НЧ (ниже мегагерца) бусина либо просто ничего (почти ноль на килогерцах), что не делает фильтр неэффективным, либо имеет малые потери в феррите и поэтому является реактивным элементом, что создает паразитные контура с конденсаторами - что, в свою очередь, требует применения конденсатора большой емкости (десятки мкФ) с не очень хорошим ESR (чтобы контур бусины и этого конденсатора имел низкую добротность) - это конденсатор необходим для подавления пиков импедансов на частотной характеристике схемы, возникающих при взаимодействии индуктивности бусины и керамических конденсаторов (номиналами 1..100 нФ).

 

В общем, имхо, сомнительное решение, имеющее массу нюансов, чувствительное к подбору элементов. В лучшем случае можно попасть на неэффективность фильтра (особенно на НЧ), в худшем - на усиление помех, попавших в резонансную полосу контура. А ведь фильтровать питание АЦП надо в полосе от постоянного тока до граничной частоты сигнала. На постоянном токе резистор реально порулит все эти бусины и индуктивности. А уж ставить ли дроссель или нет - зависит от помеховой обстановки и требований к качеству питания. В любом случае резистор лучше оставить.