Messa a terra dei terreni ADC

Gli ADC veloci e ad alta risoluzione, in particolare quelli con uscita parallela, di solito hanno un pin di alimentazione separato (DRVDD, (drive vdd) o OVDD (output vdd)) presumibilmente perché non vogliono accoppiare il rumore all'alimentazione analogica sensibile mentre tutti i segnali di uscita digitali si alternano.

La maggior parte dei fogli di dati ADC raccomandano un singolo piano di terra ininterrotto proprio sotto il dispositivo e collegano OGND e GND a questo piano con l'induttanza minima possibile.

Abbiamo una situazione in cui abbiamo molti di questi ADC su una singola scheda. Mi chiedo se la raccomandazione "singolo piano di terra ininterrotto" è valida anche quando sul PCB sono presenti più ADC.

Nel nostro progetto siamo andati con due piani di terra separati, uno per GND (gnd di VDD), l'altro per OGND (gnd di OVDD), e abbiamo collegato questi due piani vicino al bordo del PCB, dove l'alimentazione entra attraverso un adattatore Jack.

Eventuali idee, esempi del mondo reale o collegamenti a documenti di riferimento saranno apprezzati.

Considera questa una risposta teoricamente parziale - Non ho affrontato più ADC e un piano di massa separato. Questa (si spera) non sarà la tua risposta da protagonista, ma potrebbe sollevare alcune questioni degne di nota. Inoltre, se qualcuno di questi suona come un colpo di frusta o sconsigliato (variazioni sullo stesso tema :-)), per favore, dillo (preferibilmente delicatamente) - lasciare consigli non commentati che consideri fuorvianti riduce il valore del materiale come risorsa per gli altri. .

• Quello che hai fatto sembra vicino all'ideale. Un secondo piano terra è un lusso non sempre disponibile nei sistemi "minori".

• Si può essere tentati di dividere il piano di terra in N segmenti che si espandono radialmente dal singolo punto di terra comune, ma che ha punti positivi e negativi.

• Considerare dove e come restituire i motivi delle fonti del segnale può essere un esercizio interessante.

  Se possibile, riportate i motivi delle fonti sul piano di massa analogico, ma ciò solleva quindi problemi relativi a fonti che sono alimentate ma che non dispongono di potenza separata e basi analogiche. Come si fa a riportare la massa di alimentazione della sorgente sul piano di massa e la terra analogica della sorgente sul piano di terra analogico?

  Nel caso, ad esempio, di amplificatori per strumentazione, ciò può essere semplice poiché la terra analogica è concettualmente separata dalla terra di potenza.

  Nel caso di sorgenti single ended potrebbe essere necessario esaminare da vicino cosa succede alle correnti di terra tra potenza e analogico. Se la messa a terra locale ha un potenziale offset cc rispetto alla terra analogica, è possibile isolare questo componente dalla terra analogica. Per fare ciò, si può anche arrivare a fornire un'alimentazione CC filtrata CA alla terra di alimentazione per la parte analogica delle sorgenti e un percorso di terra CA al piano di terra analogico. Ciò crea effettivamente una terra analogica locale per i circuiti della sorgente, ad esempio un induttore dal piano di terra dell'alimentazione alla terra analogica locale con un condensatore dalla terra analogica locale al piano di terra analogico.

  Un esempio in cui ciò potrebbe non essere il caso è ad esempio un microcontrollore con DAC interno utilizzato come sorgente di segnale per un ADC. Affinché questa disposizione abbia un senso (DAC-ADC) ci saranno probabilmente altre funzioni analogiche o segnali contorti, nonché l'uscita DAC. In questo caso, come trattate il terreno del microcontrollore e quali differenze fanno le scelte.

• Entrambi i piani di terra saranno probabilmente interrotti da vie che collegano altri piani. In casi estremamente impegnativi, come sembra il tuo, occorre prestare attenzione al sbilanciamento dei percorsi dei segnali di andata e ritorno per i segnali analogici critici. Una traccia di segnale analogico che attraversa un'interruzione nel suo piano di massa analogico crea un'antenna a fessura che può essere sia un radiatore che un ricevitore. In molti casi l'effetto può essere abbastanza piccolo da essere trascurato, ma è necessario sapere che ciò è dovuto alla progettazione e non alla buona (o alla cattiva) fortuna. Le interruzioni del piano di massa forniscono anche una maggiore area del circuito che può essere importante in casi critici. (L'area del loop tra go e return può verificarsi in casi completamente bilanciati quando le tracce sono utilizzate per entrambi i percorsi, di solito eliminate dall'uso corretto del groundplane.)

La risposta dipende dalla risoluzione che stai cercando nel tuo ADC. Per una bassa risoluzione, probabilmente non è necessario isolare i circuiti digitali da quelli analogici (eccetto il collegamento relativo) e sì, collegare tutti i motivi dagli ADC insieme e indipendentemente dalla logica digitale. Con più risoluzione, ad esempio 16 bit, non è necessario collegare insieme i due piani di massa.

citando:

Nei sistemi a risoluzione più elevata che richiedono un maggiore isolamento acustico, è possibile che si verifichino correnti vaganti digitali che attraversano la regione di terra analogica della scheda del PC. Queste correnti possono interferire con alcuni circuiti analogici estremamente sensibili.

In generale, quando si incontrano correnti indesiderabili che scorrono in un determinato percorso, è possibile affrontare il problema attraverso uno dei tre approcci:

Ridurre il livello del segnale aggressivo. Interrompere la corrente dispersa inserendo un'alta impedenza in serie con essa. Introdurre un elemento a bassa impedenza per deviare la corrente dispersa altrove.

Ci sono problemi che sorgono C'è un sito web che spiega i vari approcci (google era tuo amico in questo)

Collegamento a una serie di problemi e soluzioni per quanto riguarda il legame ADC