¿Cuál es la forma correcta de conectar dos pines expuestos de una placa a BNC?

Para una placa de evaluación ADC como esta , donde las señales ingresan a través de pines expuestos, me gustaría que las señales provengan de un cable BNC (o SMA). Sin embargo, me preocupa el ruido. ¿Cuál es la forma correcta de hacer esta conexión? No parece haber soluciones comerciales que vayan desde cables puente/pines hasta cables BNC/SMA.

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Entonces, para ser más claro, esto es a lo que necesito conectarme (que es otra placa para el mismo ADC). Necesito conectarme a la parte J2 de la izquierda, necesito conectar dos pines adyacentes (AIN0 + AIN1, por ejemplo) a BNC.

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Es más probable que tenga problemas debido a la conexión a tierra y el blindaje que a las conexiones reales. Mantenga este último corto y rodee la placa con una caja de metal (o al menos móntela sobre una placa de metal) conectada a tierra analógica , si es posible.
No hay terreno. Voy por diferencial .
Es inusual tratar de usar un BNC para una señal diferencial. Por lo general, es señal + tierra. ¿Está seguro de que está entrando una señal diferencial?
@brhans Realizamos mediciones de alta precisión en el sector de la magnetometría atómica, y todas nuestras mediciones son diferenciales para minimizar el ruido. Mi tesis doctoral tenía un magnetómetro con una precisión relativa de 7x10^-8. No se puede llegar a eso con un terreno común.
Ok, entonces hubiera esperado un par trenzado blindado. Las señales diferenciales sobre coaxial/BNC parecen muy extrañas.
@TheQuantumPhysicist Aún necesitará hacer referencia a las entradas a un voltaje relacionado con la tierra analógica del ADC (generalmente algo así como +1.25V) para mantener ambas entradas en el rango de modo común. Puede utilizar dos BNC.
@SpehroPefhany Lo siento, no entiendo. Corríjame si me equivoco: está la tierra de todo el circuito, eso es un hecho, pero no importa. Para un solo canal, solo 2 polos son suficientes, por lo que es "diferencial". Mide la diferencia entre dos voltajes independientemente de las otras partes del ADC.
@TheQuantumPhysicist Solo funcionará si AMBOS voltajes de entrada están dentro del "rango de modo común" del ADC. Si no sabes a lo que me refiero, léelo, es demasiado para un comentario.
@SpehroPefhany Definitivamente lo haré. Gracias por el consejo :)

Respuestas (3)

La solución con la integridad de señal más alta es:

  • Cortar el cable BNC-BNC por la mitad, pelarlo
  • Suelde las trenzas al plano de tierra de las placas en la parte posterior (primero retire la máscara de soldadura con la hoja)
  • Suelde el conductor central coaxial al pin de entrada

Solución menos molesta:

Dado que la mitad de los pines en el conector de entrada analógica parecen estar conectados a tierra, usaría un cabezal hembra de doble fila de 16 pines y 0,1" soldado en el borde de un trozo de PCB en blanco. Solo suelde los pines de tierra, deje que los otros cuelguen en el Ahora taladre 2 orificios en la placa de circuito impreso, instale los conectores BNC que estarán debidamente conectados a tierra y conecte los conductores de señal al cabezal con cables cortos.

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El enorme CMRR de "110dB típico" rechaza las diferencias de voltaje entre "tierra ADC local" y "voltaje de modo común de señal o tierra de fuente remota", pero las señales deben estar entre 0V y AVCC, eso no es negociable. Lo más probable es que los 8 pines no utilizados estén conectados al plano de tierra. Hemos tenido un pequeño malentendido porque para mí es obvio que los pines deben estar conectados a tierra, así que tuve problemas para entender por qué crees que no lo están.

Por ejemplo, alguien enchufaría un cable plano en el conector, en este caso es bueno tener un cable de tierra entre cada línea de señal, ya que esto evita la diafonía.

Si el cable está blindado (como par trenzado blindado), el blindaje se vuelve inútil, excepto para frecuencias muy bajas, a menos que esté conectado a tierra en ambos extremos. Sin embargo, el escudo se puede conectar a tierra a través de un capacitor en un extremo para bloquear las corrientes de baja frecuencia y permitir que se proteja en HF.

Entonces, me pregunto qué quieres decir realmente...

Por cierto, es una señal diferencial (por eso son 2 pines). Así que sin suelo. Pero veo tu punto.
¿Está seguro? ADS1256 tiene solo 8 pines de entrada, hay 16 pines en el conector...
Sí. Si no, no lo hubiera elegido. Revisa esto . Son 8 simples o 4 diferenciales.
Sí, lo sospechaba (un ADC de 24 bits sin entradas diferenciales sería realmente extraño). Pero en ambos casos son 8 líneas de señal, el conector tiene 16 pines, por lo que el resto debe ser tierra... ¿Piensas no conectar tierra en absoluto? Podría generar problemas, ¿qué mantiene los voltajes de la señal dentro del rango de entrada aceptable del ADC?
Habrá tierra, pero la tierra del circuito, no la tierra de las señales. El terreno para las señales no es común, y eso es muy importante para una alta precisión. Si marca aquí , en la página 14, la columna de la derecha, verá que los mismos 8 pines para la medición de un solo extremo se utilizan para el diferencial. Aparentemente, los pines adicionales en el tablero son superfluos y no tienen ninguna función, o solo son copias de los mismos pines a la izquierda de cada uno.
¡Sí, la multiplexación de entrada es bastante flexible! Este chip parece ser bastante bueno. Pero eso no es de lo que estoy hablando... El chip solo puede medir la diferencia entre los voltajes que se encuentran dentro del rango 0V-5V (si AVCC es 5V) en relación con su tierra local. Fuera de este rango, los diodos de protección de entrada desviarán la señal a AVCC o tierra. Por lo tanto, lo que sea que genere los voltajes a medir (sensores, supongo) debe tener algún tipo de terreno común para garantizar que los voltajes se mantengan dentro del rango aceptable.
(ver ediciones a mi respuesta, era demasiado largo para un comentario)
Estoy un poco confundida. En la página 16 de la hoja de datos, dice que el rango es +/-, no 0 a algo, según la configuración. En realidad, no he pensado en la diafonía de esa manera. Pensé que el par trenzado debería ser suficiente para esto. Realmente tengo que pensar en esto más profundamente. Tal vez debería crear otra pregunta para este mismo problema para aprender cómo hacerlo mejor.
Sí, sería mejor que brinde toda la información a menos que haya un NDA que firmó con sangre;) Mire la página 3 de la hoja de datos, "voltaje de entrada absoluto", esto le brinda el rango de voltaje de entrada donde funcionará el ADC, y es aproximadamente entre GND y AVCC. Esto es normal, ya que tener un chip que maneje señales fuera de su rango de voltaje de suministro es imposible o conlleva compromisos... Entonces, este ADC aceptará un rango de voltaje diferencial que depende de la configuración de ganancia interna, pero ambos cables del diferencial El par debe estar dentro del rango de 0-5V.
¿No es ese "voltaje de entrada absoluto" para ADC de un solo extremo, no para diferencial?
No, verifique la página 2 "valor nominal máximo absoluto" => "Entradas analógicas a AGND −0.3 a AVDD + 0.3" esto es válido para todas las entradas sin importar cómo estén configuradas, unipolares o diferenciales. Además, busqué "diodos" en la hoja de datos, que saltó a la página 14 "Los diodos ESD protegen las entradas analógicas. Para evitar que estos diodos se enciendan, asegúrese de que los voltajes en los pines de entrada no sean inferiores a AGND en más de 100 mV , y del mismo modo no supere AVDD en más de 100 mV: −100 mV < (AIN0 − 7 y AINCOM) < AVDD + 100 mV".
Este diálogo también es extremadamente útil para mí: considere el caso @TheQuantumPhysicist donde (In + - In- = 0.2V), pero cada uno con respecto a la tierra externa tiene más de un millón de voltios. Vaya, ninguno de los transistores en nuestro pequeño amplificador podrá operar con ellos con ningún circuito razonable.

Si está buscando una solución limpia, esta placa podría ser una solución decente.

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Esto le da dos opciones. En el primero, puede usar estos cables de puente , que podría haber obtenido con su Arduino. Suelde los extremos macho de los puentes a los orificios pasantes en la placa BNC o sujételos en el terminal de tornillo. Deslice los extremos hembra en J1.1 y J1.2 según esta tabla del manual de referencia de su placa:

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Probablemente querrá torcer los cables entre sí para ayudar con la inmunidad al ruido. También hay una posible solución sin cables. Los pines 1 y 2 de J1 están en el borde corto del conector, por lo que puede soldar un encabezado hembra como este (cualquier encabezado de paso de 0.1 "funcionaría) en la conexión BNC y luego deslizarlo. Ambas soluciones funcionarán. bien, ya que su ADC es bastante lento, el método deslizante tendrá una mejor inmunidad al ruido Ambos probablemente requerirán que aplique epoxi / superpegamento / cinta adhesiva para que nada se suelte.

Editar: acabo de ver tu edición con el tablero exacto que estás usando. Tendría que mirar el esquema, pero siempre que los pines adyacentes en la fila Ain0 sean Ain+ y Ain-/GND, esto aún se aplica.

En realidad, usar este tablero era parte de mi plan si nadie aquí sugirió algo que no encontré. Atornillar es mucho mejor que tener que soldar.

Prueba estos . También hay variedades con extremos de pinzas de cocodrilo.

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Estos parecen estar bien para probar y sondear. Estoy buscando una solución para un funcionamiento fiable y continuo.
@TheQuantumPhysicist también los venden con solo extremos de cable a los que puede agregar prácticamente cualquier conector o soldar directamente a su placa o lo que sea. Sin embargo, para una solución permanente, desea mantener los cables sin blindaje lo más cortos posible.
En realidad, esperaba que hubiera una solución que no implique soldar. Estoy un poco traumatizado por la soldadura y me preocupa que cree ruido adicional en los resultados.
La soldadura no debería afectar la integridad de la señal a bajas velocidades, pero la soldadura a los pines definitivamente puede complicarse.
@jalalipop La frecuencia de muestreo de mi señal es ~ 10 kHz.
En mi mundo, la baja velocidad está por debajo de un par de MHz, jaja. Tengo una idea que estoy formulando en una respuesta ahora, pero lamentablemente todavía implica una soldadura muy ligera.
@jalalipop Soldar por sí solo no es el problema. El problema es una solución que es vulnerable a hacerlo mal. La solución de cable sugerida anteriormente puede ensuciarse fácilmente. Si tiene una solución limpia, publíquela.
@TheQuantumPhysicist, el verdadero problema aquí es que realmente no ha mostrado a qué está tratando de conectarse. Tu imagen de todo el tablero no ayuda. Quizás una imagen de primer plano de los puntos de conexión podría ayudar.
@Trevor Verifique la edición. ¿Eso lo aclara?
@TheQuantumPhysicist compre un conector para los pines, compre un conector BNC, conéctelos, conéctelos a los pines, guarde el ensamblaje para cuando necesite hacerlo para la próxima placa. Me temo que un EE (ya sea por hobby o por trabajo remunerado) traumatizado por la soldadura es un EE que no va a durar mucho. No suelo decir 'hombre arriba', pero en este caso, suelde un poco, practique soldar, hasta que no lo deprima. Un EE que no puede soldar es como un cartel que no puede pensar en el derecho, ya sabes, lo que sea que estoy buscando, maldita sea ... Mira, no funciona si no sueldas.
@TheQuantumPhysicist hay numerosos conectores de estilo engarzado que podría usar para conectar su cable BNC a esos encabezados. Como dije, solo asegúrese de mantener la parte sin blindaje lo más corta posible.
@Neil_UK Gracias por el consejo. Intentaré hacer eso.
@Trevor Absolutamente. Ser lo más corto posible es muy importante en mi libro para evitar que actúen como antenas.
¿Cuál es la forma correcta de conectar dos pines expuestos de una placa a BNC?
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