¿Por qué mi DAC funciona sin GND y VCC?

¡Esto es lo más interesante que he visto! He construido un DDS que envía datos (D0-D7) a un DAC (ADV2175). El diseño funcionó bien y solo tengo un ruido de alias de baja frecuencia ( una pregunta aquí ). Este ruido estaba presente en todos mis planos de tierra (esto está en la etapa de creación de prototipos y eso no es inesperado en la PCB de prueba).

Empecé a rastrear la ruta del ruido desconectando los cables para ver cuándo desaparecía el ruido. Sorprendentemente, incluso después de desconectar todas las conexiones VCC y GND (+ todos los VREF y las lógicas pasaron a 0 o 1), el ruido todavía estaba presente. El comportamiento más inesperado es cuando el DAC está simplemente conectado al puerto de DATOS + pin CLK (todos provenientes de la fuente FPGA, NO VCC o GND), continúa funcionando y se produce una onda sinusoidal (pero con el mismo ruido) !!!

Primero pensé que podría recibir su VCC/GND de la lógica 1/0 alimentada pero si era correcto, no debería haber producido niveles 0x00 y 0xFF, pero hace esos niveles correctamente (cambié la etapa de datos 0xFF a otro nivel y apareció una muesca en la parte superior de las olas, lo que demuestra que puede construir oxFF correctamente).

Este es un gran desafío para el diseño de mi PCB, ya que si este dispositivo realmente toma su GND del puerto de datos, en lugar de los pines dedicados, tendré dificultades para diseñar un plano de tierra confiable para él (el voltaje de retorno debería volver a un entorno lógico ruidoso y el aislamiento del plano de tierra analógico-digital puede ser imposible).

¿Alguien puede explicar qué está pasando allí?

Un enlace a la hoja de datos del DAC podría ser útil.
También reiteraré 2 preguntas en los comentarios anteriores: 1) el esquema que muestra la salida DAC, el bloque de filtro, las terminaciones, el punto de medición puede ayudar, y 2) ¿a qué corresponde la velocidad de ese paso LF en la figura 7?
@BrianDrummond Tengo un problema con mi velocidad de Internet que no permite subir fotos. Los pondré lo antes posible. ¡Gracias!

Respuestas (1)

Todas las entradas y salidas en la mayoría de los dispositivos digitales actuales tienen diodos de abrazadera en el riel de alimentación. Estos diodos están ahí para proteger el dispositivo, para evitar que un pin tenga un voltaje más alto o más bajo que el riel de suministro. Lo que está experimentando aquí es que en realidad alimenta el DAC a través de sus pines de datos y los respectivos diodos de protección. Aunque el dispositivo parece funcionar, no está diseñado para este modo de funcionamiento. Por ejemplo, puede exceder fácilmente la corriente máxima del pin o la corriente máxima del diodo de protección. A menudo no se especifica si un dispositivo falla y cómo lo hace.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Y a continuación se muestra lo que sucede cuando conecta dos o más pines de entrada, quita la fuente de alimentación normal (y agrega la tapa de desacoplamiento). Si observa detenidamente, notará que las cuatro abrazaderas de diodo forman un puente rectificador de diodo (circuito Graetz). Según el artículo vinculado en el comentario de @PeteKirkham a continuación, la tapa externa ni siquiera es necesaria. Probablemente, la capacidad parásita en el dispositivo en ese caso ya sea suficiente para alimentar el dispositivo.

esquemático

simular este circuito

¡Gracias! eso es para el vcc. ¿Qué pasa con la GND? De acuerdo con la última parte de la pregunta, mi principal preocupación es sobre el GND. ¿El dispositivo puede obtener GND a través de un diodo con polarización inversa (el diodo inferior)?
@Aug si tiene dos entradas, una con un voltaje más bajo que la otra, entonces la corriente puede fluir dentro y fuera de la otra sin que ningún diodo tenga polarización inversa.
Sí, lo que dice @PeteKirkham. Y el límite de desacoplamiento se ocupa de breves momentos en los que todas las entradas son 0 o todas las entradas son 1, lo que tiene una probabilidad bastante baja.
Hay un artículo en algún lugar de la web, cómo construir una tarjeta de suplantación de identidad RFID con un avr y un coild. La bobina está soldada directamente a 2 GPIO. ¡Uno de los trucos utilizados es que el AVR se alimenta a través de los diodos de protección durante la recepción!
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