Puesta a tierra de terrenos ADC

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

La mayoría de las hojas de datos de ADC recomiendan un solo plano de tierra ininterrumpido justo debajo del dispositivo y conectan el OGND y el 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 del "plano de tierra único e ininterrumpido" aún se mantiene incluso cuando hay varios ADC en la PCB.

En nuestro diseño, utilizamos 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 entra a través de un adaptador Jack.

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

Considere esta una respuesta teóricamente sesgada: no he tratado con múltiples ADC y un plano de tierra separado. Esto (con suerte) no será su respuesta estrella, pero puede plantear algunos problemas dignos de mención. Además, si algo de esto suena como basura o mal aconsejado (variaciones sobre el mismo tema :-)) por favor dígalo (preferiblemente con cuidado), dejar consejos no comentados que considere engañosos reduce el valor del material como un recurso para otros. .

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

• Uno puede verse tentado a dividir el plano de tierra en N segmentos expandiéndose radialmente desde el único punto de tierra común, pero eso tiene puntos buenos y malos.

• Considerar dónde y cómo devuelve los motivos de las fuentes de señal puede ser un ejercicio interesante.

  Si es posible, devuelve las tierras de las fuentes al plano de tierra analógico, pero eso plantea problemas relacionados con las fuentes que funcionan pero que no tienen tierra de alimentación y analógica separadas. ¿Cómo devuelve la fuente de alimentación a tierra al plano de alimentación a tierra y la fuente a tierra analógica al plano de tierra analógico?

  En el caso de, por ejemplo, amplificadores de instrumentación, esto puede ser fácil 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 de cerca lo que sucede con las corrientes de tierra entre la alimentación y las analógicas. Si la tierra de alimentación local tiene un desplazamiento de CC potencial en relación con la tierra analógica, es posible que desee aislar este componente de la tierra analógica. Para hacer esto, incluso puede ir tan lejos como proporcionar una alimentación de CC filtrada de CA a tierra de alimentación 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 los circuitos de la fuente, por ejemplo, quizás un inductor desde el plano de tierra de alimentación a tierra analógica local con un condensador de tierra analógica local a plano de tierra analógico.

  Un ejemplo donde 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 esta disposición tenga sentido (DAC-ADC), probablemente habrá alguna otra función analógica o señal convolucionada, así como la salida DAC. En este caso, cómo trata el suelo del microcontrolador y qué diferencias hacen las elecciones.

• Ambos planos terrestres probablemente serán interrumpidos por vías que interconecten otros planos. En casos extremadamente exigentes, como el suyo, se debe tener cuidado al 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 ser descuidado, pero debe saber que esto es así por diseño y no por buena (o mala) suerte. Las roturas del plano de tierra también proporcionan un área de bucle aumentada que puede ser importante en casos críticos. (El área de bucle entre ida y vuelta puede ocurrir en casos completamente balanceados cuando se usan pistas para ambos caminos, generalmente eliminados por el uso apropiado del plano de tierra).

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 itselft) y sí, conecte todos los motivos de los ADC juntos e independientemente de la lógica digital. Con más resolución, digamos 16 bits, no debe conectar los dos planos de tierra.

Citando:

En los sistemas de mayor resolución que requieren más aislamiento de ruido, puede preocuparse por las corrientes digitales dispersas que fluyen a través de la región de tierra analógica de la placa de su PC. Estas corrientes pueden interferir con algunos circuitos analógicos extremadamente sensibles.

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

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

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

Enlace a un conjunto de problemas y soluciones con respecto al enlace ADC