Puesta a tierra de tierras ADC

Los ADC rápidos y de alta resolución, especialmente los que tienen salida paralela, generalmente tienen un pin de suministro separado (DRVDD, (drive vdd) u OVDD (output vdd)) presumiblemente porque no quieren acoplar ruido al suministro analógico sensible mientras todos las señales de salida digital alternan.

La mayoría de las hojas de datos de ADC recomiendan un único plano de tierra ininterrumpido justo debajo del dispositivo y conectan OGND y GND a este plano con la menor inductancia posible.

Tenemos una situación en la que tenemos varios de estos ADC en una sola placa. Me pregunto si la recomendación de "plano de tierra único ininterrumpido" sigue siendo válida incluso cuando hay varios ADC en la PCB.

En nuestro diseño usamos dos planos de tierra separados, uno para GND (gnd de VDD), el otro para OGND (gnd de OVDD), y conectamos estos dos planos cerca del borde de la PCB, donde la energía ingresa a través de un adaptador. Jack.

Cualquier idea, ejemplos del mundo real o enlaces a documentos de referencia serán apreciados.

Respuestas (2)

Considere esta una respuesta teórica: he trabajado con ADC, pero no he tratado con múltiples ADC y un plano de tierra separado. Esta (con suerte) no será su respuesta estrella, pero puede plantear algunos problemas que vale la pena mencionar. Además, si algo de esto suena como una tontería o desaconsejable (variaciones sobre el mismo tema :-)), dígalo (preferiblemente con amabilidad), dejar consejos sin comentar que considere engañosos reduce el valor del material como recurso para otros. .

  • Lo que has hecho suena casi ideal. Un segundo plano de tierra es un lujo que no siempre está disponible en los sistemas "menores".

  • Uno puede tener la tentación de dividir el plano de tierra en N segmentos que se expanden radialmente desde el único punto de tierra común, pero eso tiene cosas buenas y malas.

  • Considerar dónde y cómo devolver las tierras de las fuentes de señal puede ser un ejercicio interesante.

Si es posible, devuelva las tierras de las fuentes al plano de tierra analógico, pero eso plantea problemas de recursos que están alimentados pero que no tienen energía separada y tierras analógicas. ¿Cómo devuelve la tierra de alimentación de la fuente al plano de tierra de alimentación y la tierra analógica de la fuente al plano de tierra analógico?

En el caso de, por ejemplo, amplificadores de instrumentación, esto puede resultar sencillo, ya que la tierra analógica está conceptualmente separada de la tierra de potencia.

En el caso de fuentes de un solo extremo, es posible que deba observar detenidamente lo que sucede con las corrientes de tierra entre la potencia y la analógica. Si la conexión a tierra de la alimentación local tiene un desplazamiento de CC potencial en relación con la conexión a tierra analógica, es posible que desee aislar este componente de la conexión a tierra analógica. Para hacer esto, puede llegar incluso a proporcionar una alimentación de CC filtrada de CA a tierra para la parte analógica de las fuentes y una ruta de tierra de CA al plano de tierra analógico. Esto crea efectivamente una tierra analógica local para el circuito de la fuente, por ejemplo, quizás un inductor desde el plano de tierra de potencia hasta la tierra analógica local con un capacitor desde la tierra analógica local hasta el plano de tierra analógico.

Un ejemplo en el que este puede no ser el caso es, por ejemplo, un microcontrolador con DAC interno que se utiliza como fuente de señal para un ADC. Para que este arreglo tenga sentido (DAC-ADC), probablemente habrá alguna otra función analógica o señal convolucionada además de la salida DAC. En este caso, ¿cómo trata la tierra del microcontrolador y qué diferencias hacen las elecciones?

  • Ambos planos de tierra probablemente serán interrumpidos por vías que interconectan otros planos. En casos extremadamente exigentes, como el suyo, se debe tener cuidado al volver a desequilibrar las rutas de señal de ida y vuelta para señales analógicas críticas. Una pista de señal analógica que cruza una ruptura en su plano de tierra analógico crea una antena de ranura que puede ser tanto un radiador como un receptor. En muchos casos, el efecto puede ser lo suficientemente pequeño como para ignorarlo, pero debe saber que esto es así por diseño y no por buena (o mala) suerte. Las interrupciones del plano de tierra también proporcionan un área de bucle aumentada, lo que puede ser importante en casos críticos. (El área de bucle entre ida y vuelta puede ocurrir en casos completamente balanceados cuando las pistas se usan para ambas rutas, generalmente eliminadas por el uso adecuado del plano de tierra).
Sería útil si el votante negativo después de 11 años (!) Indicara cómo este consejo "no fue útil".

La respuesta depende de la resolución que esté buscando en su ADC. Para baja resolución, probablemente no haya necesidad de aislar su circuito digital de los analógicos (excepto el enlace en sí) y sí, conecte todas las tierras de los ADC juntas e independientemente de la lógica digital. Con más resolución, digamos 16 bits, no debe conectar los dos planos de tierra juntos.

Citando:

En los sistemas de mayor resolución que requieren más aislamiento de ruido, es posible que le preocupen las corrientes digitales perdidas que fluyen a través de la región de conexión a tierra analógica de su placa de circuito impreso. Estas corrientes pueden interferir con algunos circuitos analógicos extremadamente sensibles.

En general, cuando encuentra corrientes indeseables que fluyen en una vía particular, puede abordar el problema a través de uno de los tres enfoques:

Reduzca el nivel de la señal agresiva. Interrumpa la corriente de fuga poniendo una alta impedancia en serie con ella. Introduzca un elemento de baja impedancia para desviar la corriente parásita a otro lugar.

Hay problemas que surgen Hay un sitio web que explica los diversos enfoques (Google fue tu amigo en este)

Enlace a un conjunto de problemas y soluciones con respecto a la vinculación de ADC