Conexión AGND y DGND usando flash ADC, totalmente perplejo

Todo el asunto de la separación de terrenos es una fuente común de malentendidos y de ingeniería de culto a la carga. A excepción de los dispositivos que están diseñados específicamente para proporcionar aislamiento (IE, aisladores digitales, amplificadores de aislamiento), todos los pines de tierra en un IC, independientemente de su etiqueta, son realmente la misma tierra. Están etiquetados de manera diferente porque llevan las corrientes de tierra para diferentes partes del IC, por lo que en el caso de un ADC, los pines AGND llevan corrientes de tierra de la sección analógica y los pines de tierra digitales llevan corrientes de tierra de la sección digital. Del mismo modo, con los dispositivos de potencia como los amplificadores, puede tener 'tierra de potencia' y 'tierra de señal', lo que simplemente le dice que algunos pines transportan grandes corrientes desde la etapa de potencia, mientras que otros pines solo transportan las corrientes mucho más bajas utilizadas en el extremo frontal.

Entonces, la razón por la que el punto de enlace AGnd/DGnd está justo en el ADC en su diagrama es que los dos pines realmente necesitan tener el mismo potencial. Si tenía un camino largo entre el DGND del ADC a un punto de tierra de una estrella lejana, y luego un camino largo de regreso a través del plano de tierra analógico al pin AGND del ADC, existe la posibilidad de que aparezca una diferencia potencial entre los dos pines que puede conducir a corrientes perturbadoras o dañinas que fluyen entre las secciones analógica y digital del IC.

Por supuesto, hay una pregunta más importante implícita en su publicación, que es por qué y cómo debe separar los terrenos analógicos y digitales en general para empezar. En general, aunque esto va en contra de la sabiduría predominante de MUCHAS notas de aplicaciones, será mejor que no separes los planos de tierra analógicos y digitales en la mayoría de los casos. En su lugar, debe separar cuidadosamente las secciones analógicas y digitales a través de la ubicación de los componentes y diseñar cuidadosamente su diseño para controlar la ruta de las corrientes de retorno a tierra para minimizar su efecto en los subsistemas sensibles. Las primeras dos respuestas a esta pregunta tienen más información, y hay algunas otras preguntas relacionadas que probablemente valga la pena analizar.

SOLUCIONADO!!

Ahora probablemente voy a tener algún desacuerdo sobre esta respuesta, pero entiendo que esto se probó y se demostró que funciona. También esto es para FLASH ADC , puede que no sea aplicable para otros tipos de ADC.

Entonces, tenía todo el circuito en una placa de pruebas. Sé que las placas de prueba son terribles y tienen una inductancia súper alta, etc., pero necesitaba probar el circuito antes de pedir PCB que no funcionan. Estaba usando un ADC de 8 bits (resolución de ~ 20 mV/bit). Eso no es súper preciso, debería poder lograrse en una placa de prueba.

Los últimos 2-3 bits no dejaban de oscilar . Eso es más de 60 mV de ruido. Intenté todo para deshacerme de él:

• Filtrando la señal analógica una tonelada
• jugando con las tapas de desacoplamiento
• agregando tapas en los rieles
• conectando AGND y DGND justo en el ADC
• agregando cables de retorno a tierra para las entradas ADC

Ninguna de esas cosas hizo ninguna diferencia en absoluto.

Lo que solucionó fue el acoplamiento de CA de las entradas analógicas del ADC (AIN, REF+, REF-) a DGND justo en la conexión del pin con condensadores

Vea la ilustración a continuación. Era diferencia de día y noche, funcionó perfectamente. Compruebo todo dos veces para asegurarme de que esta fue la solución.

Mi teoría es que las entradas del comparador en Flash se refieren al ruidoso DGND. lo que significa que la corriente de polarización de entrada fluctúa constantemente. Entonces, básicamente confía en el lado analógico para mantener valores estables con la carga oscilando a gran velocidad, lo cual no es un gran escenario. Esto es especialmente difícil cuando se utiliza una placa de prueba con rutas de retorno largas...

Cuando AIN es CA acoplado con DGND , así como REF+ y REF- , los valores analógicos de CC se montan sobre el ruidoso DGND, por lo que los comparadores Flash verán una señal limpia y agradable.