Estoy diseñando un sistema que incorpora un FPGA, algunos ADC y algunos DAC. Tengo curiosidad sobre cuáles pueden ser mis mejores opciones para conectar a tierra mi sistema.
El FPGA está en su propia placa secundaria, pero las señales digitales que provienen de él pueden ser de hasta 25 MHz. Los ADC estarán sincronizados con esta señal de 25 MHz. Las señales que van a los DAC no serán más rápidas que 5MHz. Los propios DAC están conectados a una cadena de amplificadores operacionales, que se utilizan para generar una señal de CC de alto voltaje (entre 65 V y -65 V). Esta señal de CC no cambiará más rápido que 500 kHz.
Según la investigación que he realizado, parece que no existe One Good Way™ para conectar tierras analógicas y digitales en un circuito sensible. Dicho esto, espero que alguien con más experiencia que yo pueda opinar sobre qué técnica de conexión a tierra puede ser la más efectiva para mi aplicación. Inicialmente, en mi esquema, separé las conexiones a tierra analógicas y digitales y planeé seguir un diseño "cercado", donde una ranura larga separaría la conexión a tierra analógica y digital, y solo estarían conectadas en unos pocos lugares. Algunos de los componentes analógicos comparten rieles de alimentación entre sí, pero ninguno de ellos comparte una fuente de alimentación con los componentes digitales.
Según los tipos de señales y frecuencias en las que estoy operando, ¿lo que estoy pensando se considera excesivo? ¿No es suficiente? Cualquier consejo es apreciado.
La mejor manera es minimizar R & L de las rutas de transporte de corriente para cada uno y asegurarse de que el diseño de la ruta no comparta tierra o Vcc. Esto incluye amplio espectro y CC. Esto requiere la comprensión de LdI/dt del ruido de pulso y el acoplamiento errante en entradas Z altas por Z no coincidentes (sig y tierra), bucles de corriente radiada y acoplamiento de campo E pF de ruido a señales.
Si las conexiones son de menor impedancia que la fuente de regulación de carga compartida, es posible que haya ruido conducido. Luego, es necesario un desacoplamiento de bajo Q, LC con entradas balanceadas de plano Agnd y corrientes de ruido de bucle pequeño usando Cap per IC, etc.
Me pregunto si todavía usa capas extremadamente delgadas entre los planos de tierra de potencia y Z(f) de los planos de potencia. Hay un negocio de esta especialidad que empezó hace unos 30 años.
Referencias adicionales:
Cuando observamos la diafonía s21 o la regulación de carga s22, esperamos tener una fuente baja Z(f) y una carga Z(f) <1 % en CC, pero la relación CA puede ser bastante diferente debido a una red de señales RLC distribuida compleja. Por lo tanto, un analizador de red RF es una herramienta de aprendizaje o depuración extremadamente valiosa.
La manera fácil de entender estas curvas para los parámetros de dispersión (s) es que la Ley de Ohm en un divisor de voltaje es la misma que la relación de carga regulada de carga a fuente Z(f) en dB. Incluso la diafonía dinámica y la entrada de ruido pueden verse como una función de transferencia.
Cada aplicación puede ser diferente y requerir algunas de las soluciones disponibles para reducir las emanaciones o la susceptibilidad o ambas.
No veo una respuesta concreta aquí; creo que Tony está insinuando que su enfoque depende de su diseño más amplio.
Dicho esto, parece que tiene un diseño de señal mixta con mucha energía digital (las señales de +/- 65 V CC).
Personalmente (YMMV):
Divida los dos planos de tierra, conéctelos con diodos Schottky espalda con espalda o con una perla de ferrita adecuada. Aprovisionaría ambos e incluiría características en el diseño para ajustar la topología de tierra (0 ohmios, tapas de desacoplamiento, lo que sea como posibles cosas).
Este documento técnico respalda mi recomendación y es razonablemente conciso y ahorra (la mayor parte) de la teoría y se enfoca en aplicaciones más prácticas:
billy kalfus
Tony Estuardo EE75
Tony Estuardo EE75
billy kalfus
usuario16222