Voltaje que aparece al conectar diferentes terrenos

Hemos diseñado equipos de instrumentación. Cuando se conectan varias unidades de instrumentación, se deben conectar sus tierras. La primera propuesta fue conectar los GNDs por topología en cascada. Pero tenemos el problema de conectar diferentes tierras: cada una tiene un voltaje diferente en lugar de la misma referencia. Entonces, el comportamiento del equipo se vuelve impreciso. No funciona correctamente. Sé que este problema es típico. Este mal funcionamiento se ha corregido utilizando el pin de suministro de fuente de tierra común para todas las placas de tierra en lugar de estar conectado en cascada. Pero me gustaría mejorar el diseño de la pcb para salvar la idea anterior.

Estoy tratando de recordar la materia de la escuela en la que uno cómo resolver diferentes voltajes de tierra cuando se espera que sea el mismo. Hubo algunas estrategias de diseño de circuitos para evitar el problema. Pero todavía está tan lejos de mi memoria.

¿Es posible conectar pines gnd que tengan la misma referencia? Si comienza a diseñar un circuito que se espera que se conecte con otro conectando gnd, ¿cómo enfrenta esto? ¿Qué tipo de estrategias de diseño de PCB y circtuit tendrá en cuenta?

Estaría agradecido si alguien pudiera darme una pequeña lista de estrategias o una fuente donde encontrar las estrategias actuales.

Por ejemplo, aquí:

https://electronics.stackexchange.com/a/39477/144534

Con respecto a "Un circuito bien diseñado debe tener una conexión a tierra confiable, lo que significa que los 0 V en un punto deben estar lo más cerca posible de los 0 V en cualquier otro punto de la red de tierra. La diferencia cero no siempre es posible si está trabajando con corrientes altas, pero la diferencia debe ser lo más baja posible".

Algunas sugerencias sobre cómo obtener esto podrían ser útiles.

Muy difícil de responder sin conocer la naturaleza de los circuitos. ¿Son las señales diferenciales entre los dos una opción?
¿Qué corrientes tienes fluyendo en el SUELO? 1 miliamperio CC? 100 amperios a 50 Hertz? corrientes de un motor de 10 caballos de fuerza, con las chispas del conmutador haciendo que el problema sea muy difícil? Microcontrolador ¿Corrientes de retorno de bus de datos de 32 bits con flancos de 1 nanosegundo?
Tendré en cuenta tus comentarios. Espero poder darte la respuesta pronto.

Respuestas (2)

Si su sistema extrae corriente de una fuente con un cable con impedancia R_cable, puede haber una diferencia entre la tierra de dos sistemas, el voltaje máximo es R_cable * I_peak

Este problema está relacionado con el cableado, pero puede compensarlo en su diseño.

Los métodos pueden mejorar su diseño

  • utilice la transferencia de datos diferenciales en lugar de transferir voltaje analógico o TTL/CMOS

  • Aísle su sistema de energía e instale tierra entre circuitos aislados

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

cuando el circuito aislado recibe una señal GND2 común, no transfiere corriente de este cable y su diseño es estable para la señalización.

  • transfiera corriente en lugar de voltaje, por ejemplo, 4_20mA (la corriente puede compensar en el transmisor)

En algunos casos, puede compensar el error, pero el circuito y la longitud del cable deben corregirse.

Hay muchos métodos que puede utilizar, algunos de ellos presentados aquí.

El suelo en cascada no es una opción, nunca. Reúne todos los GND y los une en un solo punto. Luego, conecta este único punto a un potencial de tierra de referencia. Debe tenerse en cuenta que ni un solo GND ya está conectado al potencial de tierra. Si tal dispositivo existe, entonces se convierte en la referencia.

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