Esquema de conexión a tierra de la fuente de alimentación externa

Los siguientes son dos posibles esquemas de conexión a tierra para un instrumento sensible que contiene circuitos analógicos de alta ganancia y circuitos digitales potencialmente ruidosos:

Este circuito está conectado a una fuente de alimentación externa a través de un cable de 1M. Hay 3 conductores de tierra separados en el cable que va de regreso a la tierra en estrella de la PCB de la fuente de alimentación externa.

El esquema de la primera ilustración anterior tiene un problema. El ruido digital puede ser lo suficientemente significativo como para filtrarse en el circuito analógico. Originalmente, teoricé que con un condensador de derivación grande conectado cerca de la tierra de los circuitos digitales, cualquier ruido sería mínimo y no afectaría al circuito analógico. Normalmente esto funciona porque la tierra analógica tiene su propio conductor. Desafortunadamente, esto no siempre es cierto. Específicamente, un controlador LED (como CAT4016 o TLC5925) puede generar corrientes muy fuertes. Ninguna cantidad o combinación de derivación local parece tener mucho efecto sobre los picos de voltaje generados por estos chips. Si quito los leds y dejo la comunicación digital no hay ruido. Pero la carga de los LED crea grandes picos de 100 mV en el cable de tierra de alimentación.

En la segunda ilustración de arriba, la tierra digital tiene su propio conductor dedicado. En este caso, el problema del ruido digital está completamente resuelto. Los controladores LED y el ruido digital están completamente aislados. Mi circuito de prueba tiene una SNR de más de 100 dB y sospecho que es mejor que eso, pero mi analizador es un códec barato que funciona con 5 V, por lo que su rango dinámico es limitado.

Sin embargo, aquí está el problema:

Para darle a la tierra digital su propio conductor dedicado, moví la tierra del chasis al conductor de tierra de alimentación. Por lo tanto, la descarga eléctrica en el gabinete provocará un pico significativo en la conexión a tierra. Además, la conexión a tierra es potencialmente una fuente de ruido que podría acoplarse al circuito analógico a través de blindajes y pistas adyacentes.

Entonces, la pregunta es, ¿es una buena idea compartir la conexión a tierra con la conexión a tierra del chasis? El recinto en realidad estaría conectado a tierra a través de este conductor. Solo debe tener condensadores de derivación de potencia y tal vez algunas corrientes de CA más grandes. Pero no debería haber ningún DC.

Nota: En la ilustración solo se muestran los cables de tierra. El cable, por supuesto, tendría otros cables de alimentación, pero estoy razonablemente convencido de que el problema tiene que ver con la conexión a tierra y, como tal, solo se muestran las redes de conexión a tierra en las ilustraciones. Así que hay muchas otras líneas eléctricas que se han omitido.

¿Entonces, qué piensas? ¿Está bien usar la conexión a tierra como conexión a tierra del chasis?