[maxics 0]

Существует 2 мнения организации земли в плате с аналоговыми (АЦП с обвязкой) и цифровыми компонентами:

 

1) Земля общая для аналоговой и цифровой части.

2) Земля разделяется на Аналоговую и Цифровую части:

- к Аналоговой земле подключаются все аналоговые компоненты: ОУ, тактовый генератор, АЦП, аналоговые земляные выводы АЦП.

- к Цифровой земле подключаются все цифровые компоненты платы и цифровые земляные выводы АЦП.

Все это дело советуют объединять под АЦП или около источника питания.

 

Что если немного изменить 2-й пункт? Цифровые земляные выводы АЦП подключать к Аналоговой земле, т.е всё АЦП будет подключено только к аналоговой земле, и разделено с цифровой землей набором ферритовых бусин, которые будут располагаться между АЦП и цифровой частью платы?

Изменено 20 октября, 2011 пользователем maxics

[Nemo2000 0]

Что если немного изменить 2-й пункт? Цифровые земляные выводы АЦП подключать к Аналоговой земле, т.е всё АЦП будет подключено только к аналоговой земле, и разделено с цифровой землей набором ферритовых бусин, которые будут располагаться между АЦП и цифровой частью платы?

 

Если мне не изменяет склероз именно так и рекомендует делать AD.

О точно http://www.analog.com/static/imported-file...50Grounding.pdf fig.10.12

[777777 0]

Существует 2 мнения организации земли в плате с аналоговыми (АЦП с обвязкой) и цифровыми компонентами:

 

1) Земля общая для аналоговой и цифровой части.

2) Земля разделяется на Аналоговую и Цифровую части:

- к Аналоговой земле подключаются все аналоговые компоненты: ОУ, тактовый генератор, АЦП, аналоговые земляные выводы АЦП.

- к Цифровой земле подключаются все цифровые компоненты платы и цифровые земляные выводы АЦП.

Все это дело советуют объединять под АЦП или около источника питания.

Как минимум нужно не тупо следовать этим принципам, а понимать для чего это нужно. Земли разделяют не потому, что по ней "распространяются" помехи, как тараканы, во все стороны. А потому, что при протекании по ней токов на ней образуется падение напряжения и поэтому ее потенциал становится разным в разных местах. Из этого сразу можно сделат вывод: ферритовые бусины ставить на землю нельзя. Если, например, ток от светодиода будет протекать мимо АЦП, то потенциал его земли поднимется и поэтому измеренный результат становится неправильным даже если измеряемый сигнал будет идеальным. Чтобы этого не происходило нужно, во-первых, делать землю на отдельном слое платы - это сильно уменьшит ее сопротивление и позволит токам возвращаться к источнику по кратчайшему пути. Во-вторых, располагать мощные элементы так, чтобы их ток, возвращающийся по земле, не протекал мимо АЦП или источника опорного. Также важно понимать, что термин "цифровая земля" является атавизмом и возник в те времена, когда цифровыми были микросхемы серии К155, которые потребляли порой сотни миллиампер. Сейчас цифровые микросхемы потребляют порой меньше аналоговых, поэтому разделять их земли нет никакой необходимости. Однако элементы, потребляющие десятки и сотни миллиампер никужа не делись, и именно на их земли надо обращать особое внимание.

 

Что если немного изменить 2-й пункт? Цифровые земляные выводы АЦП подключать к Аналоговой земле, т.е всё АЦП будет подключено только к аналоговой земле, и разделено с цифровой землей набором ферритовых бусин, которые будут располагаться между АЦП и цифровой частью платы?

Никаких бусин быть не должно! Ваша задача заключается в том, чтобы потенциал земли во всех точках был одинаков, если же этого добиться не удается - то чтобы он не принес вреда. Например, если будет дрожать земля цифровой микросхемы на несколько милливольт, то результатом будет то, что будет дрожать и ее выходной сигнал, но поскольку он цифровой, то никакой роли эти милливольты не сыграют. А если будет дрожать земля АЦП или опорного, то он измерит неправильное напряжение. Кстати по этой же причине его бесполезно "усреднять" - это могло бы помочь если бы шум колебался около нуля в плюс и минус. А помехи по земле могут только поднимать ее потенциал и следовательно уменьшать измеряемое значение. Таким образом если вы его зафильтруете, то оно все равно будет меняться при изменении помех (например, в зависимости от того, сколько светодиодов загорелось на индикаторе).

[skyvmicro 0]

.... Если, например, ток от светодиода будет протекать мимо АЦП, то потенциал его земли поднимется и поэтому измеренный результат становится неправильным даже если измеряемый сигнал будет идеальным. Чтобы этого не происходило нужно, во-первых, делать землю на отдельном слое платы - это сильно уменьшит ее сопротивление и позволит токам возвращаться к источнику по кратчайшему пути. Во-вторых, располагать мощные элементы так, чтобы их ток, возвращающийся по земле, не протекал мимо АЦП или источника опорного. ...

 

1. Почему ток светодиода, протекая мимо АЦП, приведет к неправильному результату измерений?

Погрешность измерения возникнет не от изменения потенциала земли, а от изменения разности потенциалов между землей сигнала и землей АЦП.

Если потенциалы земли АЦП и земли сигнала будут меняться синхронно, то никакой ток светодиода или т.п. не приведет к ошибке измерения.

2. Вторую рекомендацию не понял. Как правильно надо выполнять трассировку мощных цепей и цепей АЦП?

По-моему это всегда это делают радиально, т.е. пускают мимо АЦП и источника опорного. Вы предлагаете эти цепи соединять последовательно?

 

 

[ViKo 1]

Вот здесь было некое похожее обсуждение.

http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=90988

 

 

[maxics 0]

Из Даташита на Analog видно, что выводы DGND АЦП нужно подключать к аналоговой земле. Не нашел где объединять аналоговую и цифровую землю. Так и не понял почему нельзя поставить бусину между цифровой и аналоговой землей.

[777777 0]

1. Почему ток светодиода, протекая мимо АЦП, приведет к неправильному результату измерений?

Погрешность измерения возникнет не от изменения потенциала земли, а от изменения разности потенциалов между землей сигнала и землей АЦП.

Если потенциалы земли АЦП и земли сигнала будут меняться синхронно, то никакой ток светодиода или т.п. не приведет к ошибке измерения.

В принципе да - при условии, что источник сигнала двумя проводами подключен ко входам АЦП. Но это не всегда бывает так - например, бывает один провод подключается к корпусу, а один идет на АЦП.

К тому же не стоит забывать и об источнике опорного - его земля должна быть в непосредственной близости от земли АЦП.

2. Вторую рекомендацию не понял. Как правильно надо выполнять трассировку мощных цепей и цепей АЦП?

Лучше всего отдельным проводником до источника питания. А маломощные потребители подключаются к общей земле, которая делается отдельным слоем на многослойке. При этом я стараюсь располагать АЦП на одной стороне платы, а процессор и остальные элементы на другой, а питание заводить между ними. Тогда обратные токи по земле не пересекаются.

 

Не нашел где объединять аналоговую и цифровую землю.

В общем случае - у источника питания. Но при этом представлять себе пути токов и их величины - как я уже писал, понятие "цифровая земля" давно устарело и сейчас нет необходимости делать микропроцессору отдельную землю (разумеется, при условии что в непосредственной близости от него стоит достаточное количество конденсаторов по питанию). Но если в схеме есть мощные (>10 мА) потребители, то землю от них надо вести отдельным проводом.

Так и не понял почему нельзя поставить бусину между цифровой и аналоговой землей.

Чего ты хочешь добиться этим? Чтобы "помехи от цифровой земли не проникали в аналоговую"? Помехи - это не тараканы, они не бегают куда им вздумается. Помехи - это изменение потенциала земли в одной точке относительно земли в другой точке. Нужно стремиться к тому, чтобы они выравнивались. А бусина как раз не позволит это сделать! И высокочастотные помехи от этого станут еще больше.

[dxp 32]

Из Даташита на Analog видно, что выводы DGND АЦП нужно подключать к аналоговой земле.

Это правильно - цифровая часть АЦП по сравнению с обычной "цифрой" - это существенно аналоговая вещь. И второе - аналоговая земля АЦП и цифровая земля АЦП (их пины) должны иметь очень хорошее соединение, с низким импедансом. Поэтому их рекомендуется вешать на один и тот же земляной полигон.

 

Так и не понял почему нельзя поставить бусину между цифровой и аналоговой землей.

Прикиньте в случае, когда земли разделяет бусина, как у вас потекут возвратные токи от цифровых выходов АЦП? Эти токи (а они ВЧ) создадут падение напряжения на бусине, что приведёт к перекосу земель. Ничего хорошего тут не сулится даже для цифровых сигналов, не говоря уже о чувствительных аналоговых. Правильно вам советуют - бусинам там делать нечего. Бусины - они для подавления ВЧ помех по цепям питания - например, для питания PLL и подобных вещей, чувствительных к ВЧ помехам по питанию. А земля должна быть хорошей, низкоимпедансной. Чтобы возвратные токи текли без проблем. И чтобы "левые" токи не текли по регионам, где от них могут быть проблемы - это решается грамотным размещением компонентов (опять же с анализом протекания их "земляных" токов).

[777777 0]

Прикиньте в случае, когда земли разделяет бусина, как у вас потекут возвратные токи от цифровых выходов АЦП? Эти токи (а они ВЧ) создадут падение напряжения на бусине, что приведёт к перекосу земель. Ничего хорошего тут не сулится даже для цифровых сигналов, не говоря уже о чувствительных аналоговых. Правильно вам советуют - бусинам там делать нечего. Бусины - они для подавления ВЧ помех по цепям питания - например, для питания PLL и подобных вещей, чувствительных к ВЧ помехам по питанию. А земля должна быть хорошей, низкоимпедансной. Чтобы возвратные токи текли без проблем. И чтобы "левые" токи не текли по регионам, где от них могут быть проблемы - это решается грамотным размещением компонентов (опять же с анализом протекания их "земляных" токов).

Можно еще добавить, что важную роль здесь играют конденсаторы по питанию вблизи цифровых микросхем. В этом случае высокочастотные импульсы, возникающие при переключении клапанов, замкнутся в непосредственной близости от микросхемы через этот конденсатор, им не потребуется течь до источника питания.

[maxics 0]

Если мы разделяем землю, то получаем разрыв в общем земляном слое, причем этот разрыв под сигнальными линиями между АЦП и цифровой частью. В умных книжках пишут, что такие разрывы категорически запрещено допускать, т.к это приводит к неправильному протеканию возвратных токов, что в свою очередь порождает помехи. Как в этом случае быть?

[ViKo 1]

В умных книжках пишут, что такие разрывы категорически запрещено допускать, т.к это приводит к неправильному протеканию возвратных токов, что в свою очередь порождает помехи. Как в этом случае быть?

Вот и я думал так же. Поэтому делаю сплошную землю, везде, где можно. Ну и представляю, как пойдет ток с питания через микросхемы и на землю, чтобы не создавал помех для чувствительных элементов. Это уже от расстановки элементов зависит.

[AlexeyW 0]

Вот и я думал так же. Поэтому делаю сплошную землю, везде, где можно. Ну и представляю, как пойдет ток с питания через микросхемы и на землю, чтобы не создавал помех для чувствительных элементов. Это уже от расстановки элементов зависит.

Это точно так же, как остальное, вопрос продумывания токов. Разрезы делать можно и нужно, это способ отправить возвратный ток по четко определенному пути без выхода куда-либо. Просто не в каждом случае есть возможность расставить элементы так, как надо при сплошной земле.

Например, у меня очень часто встречались схемы, где вход и выход были недалеко, а длинное тело схемы укладывалось по типу подковы. В этом случает и земля повторяет форму схемы - она не соединяется у входа/выхода.

Кроме того, по сплошной земле ток течет везде. Естественно, он довольно быстро убывает от прямой, соединяющей источники, но не так быстро, чтобы этим можно было пренебречь.

Изменено 24 октября, 2011 пользователем AlexeyW

[Gudd-Head 0]

"Не нашел где объединять аналоговую и цифровую землю."

Насколько я помню, цифровая и аналоговая земли должны соединяться в одной точке — у источника питания.

[cioma 0]

Тут вот про возвратные токи речь зашла, так я напомню еще раз - возвратные токи текут по пути наименьшего импеданса. Т.е. в частном случае, низкочастотные составляющие текут по пути наименьшего активного сопротивления, а высокочастотные составляющие - по пути наименьшей индуктивности (т.е. по контуру с наименьшей площадью).

[Aner 3]

Тут вот про возвратные токи речь зашла, так я напомню еще раз - возвратные токи текут по пути наименьшего импеданса. Т.е. в частном случае, низкочастотные составляющие текут по пути наименьшего активного сопротивления, а высокочастотные составляющие - по пути наименьшей индуктивности (т.е. по контуру с наименьшей площадью).

... неправильно.

вспоминаем 1 курс, метод контурных токов и узловых потенциалов; правила Кирхгофа.

 

... низкочастотные, высокочастотные составляющие и где частотная граница?

... есть еще и свч составляющие. А они как текут?

 

... контур с наименьшей площадью - это фраза ну очень забавная.

Ну я б еще понял выражение "контур с наименьшей длиной пути тока". Хотя и это под вопросом.

 

... высокочастотные составляющие - по пути наименьшей индуктивности

А это как? По пути наибольшей емкости что ли?

 

"Не нашел где объединять аналоговую и цифровую землю."

Насколько я помню, цифровая и аналоговая земли должны соединяться в одной точке — у источника питания.

не все так просто на практике, ... также зависит от того как шины питания (не земли) разведены.

 

 

Из Даташита на Analog видно, что выводы DGND АЦП нужно подключать к аналоговой земле. Не нашел где объединять аналоговую и цифровую землю. Так и не понял почему нельзя поставить бусину между цифровой и аналоговой землей.

"бусину" ставят как можно ближе к источнику помехи, то есть "переключающей-ся" микросхеме потребляющей большой ( больший) ток. Поскольку "бусина" поглащает часть помехи. Если бусина далеко от источника помехи то большого смысла в ней нет. Если вспомните эру выводных компонентов, то "бусину" одевали на вывод транзистора.