Aterramento dos terrenos da ADC

ADCs rápidos e de alta resolução, especialmente aqueles que têm saída paralela, geralmente têm um pino de suprimento separado (DRVDD, (drive vdd) ou OVDD (saída vdd)) presumivelmente porque eles não querem acoplar ruído à fonte analógica sensível enquanto todos os sinais de saída digital alternam.

A maioria das folhas de dados da ADC recomenda um único plano de terra ininterrupto logo abaixo do dispositivo e conecta o OGND e GND a este plano com a menor indutância possível.

Temos uma situação em que temos vários desses ADCs em uma única placa. Gostaria de saber se a recomendação "único plano de terra não quebrado" ainda é válida mesmo quando existem vários ADCs no PCB.

Em nosso projeto, optamos por dois planos de terra separados, um para GND (gnd de VDD) e outro para OGND (gnd de OVDD), e conectamos esses dois planos perto da borda do PCB, onde a energia entra através de um adaptador jack.

Todas as idéias, exemplos do mundo real ou links para documentos de referência serão apreciados.

Considere isso uma resposta teoricamente tendenciosa - não lidei com vários ADCs e com um plano de terra separado. Esperamos que esta não seja a sua resposta principal, mas pode levantar algumas questões que merecem destaque. Além disso - se algo disso parecer bobagem ou mal aconselhado (variações sobre o mesmo tema :-)), diga-o (de preferência com delicadeza) - deixar conselhos não comentados que você considere enganosos reduz o valor do material como um recurso para os outros. .

• O que você fez parece próximo do ideal. Um segundo plano terrestre é um luxo nem sempre disponível em sistemas "menores".

• Pode-se tentar a partição do plano de aterramento em N segmentos expandindo-se radialmente a partir do único ponto de aterramento comum, mas isso tem pontos bons e ruins.

• Considerar onde e como você devolve os motivos das fontes de sinal pode ser um exercício interessante.

  Se possível, você retornará o aterramento das fontes ao plano de aterramento analógico, mas isso suscitará problemas nas fontes que são energizadas, mas que não possuem, por si só, energia separada e aterramento analógico. Como você retorna o aterramento da fonte ao plano de aterramento e o aterramento analógico da fonte ao plano de aterramento analógico?

  No caso de, por exemplo, amplificadores de instrumentação, isso pode ser fácil, pois o aterramento analógico é conceitualmente separado do aterramento.

  No caso de fontes de extremidade única, pode ser necessário examinar atentamente o que acontece com as correntes de terra entre a potência e o analógico. Se o terra de energia local tiver um deslocamento em potencial de CC em relação ao terra analógico, você pode isolar esse componente do terra analógico. Para fazer isso, é possível fornecer uma alimentação CC filtrada CA para aterrar a terra para a parte analógica de fontes e um caminho de terra CA para o plano de terra analógico. Isso cria efetivamente um aterramento analógico local para o circuito da fonte - por exemplo, talvez um indutor do plano de aterramento para o aterramento analógico local com um capacitor do aterramento analógico local para o plano de aterramento analógico.

  Um exemplo em que esse pode não ser o caso é, por exemplo, um microcontrolador com DAC interno sendo usado como fonte de sinal para um ADC. Para que esse arranjo faça sentido (DAC-ADC), provavelmente haverá alguma outra função analógica ou sinal convolvido, além da saída do DAC. Nesse caso, como você trata o terreno do microcontrolador e quais diferenças as escolhas fazem.

• Ambos os planos terrestres provavelmente serão interrompidos por vias que interconectam outros planos. Em casos extremamente exigentes, como o seu parece, é preciso tomar cuidado ao desequilibrar os caminhos dos sinais de retorno e retorno dos sinais analógicos críticos. Uma faixa de sinal analógico que atravessa uma interrupção em seu plano de aterramento analógico cria uma antena de fenda que pode ser tanto um radiador quanto um receptor. Em muitos casos, o efeito pode ser pequeno o suficiente para ser negligenciado, mas você precisa saber que isso ocorre por design e não por boa (ou má) sorte. As quebras do plano de terra também fornecem maior área de loop, o que pode ser importante em casos críticos. (A área de loop entre ir e voltar pode ocorrer em casos totalmente equilibrados, quando as faixas são usadas nos dois caminhos - geralmente eliminadas pelo uso adequado do plano de terra.)

A resposta depende da resolução que você está procurando no seu ADC. Para baixa resolução, provavelmente não há necessidade de isolar seus circuitos digitais dos analógicos (exceto o próprio link) e sim, conecte todos os motivos dos ADCs juntos e independentes da lógica digital. Com mais resolução, digamos 16 bits, você não deve conectar os dois planos de aterramento.

Citação:

Em sistemas de alta resolução que exigem mais isolamento de ruído, você pode se preocupar com correntes digitais dispersas fluindo pela região de terra analógica da sua placa de circuito impresso. Essas correntes podem interferir com alguns circuitos analógicos extremamente sensíveis.

Em geral, quando você encontra correntes indesejáveis ​​fluindo em um caminho específico, pode solucionar o problema por meio de uma das três abordagens:

Reduza o nível do sinal agressivo. Interrompa a corrente dispersa colocando uma alta impedância em série com ela. Introduzir um elemento de baixa impedância para desviar a corrente perdida em outro lugar.

Existem problemas que surgem Existe um site explicando as várias abordagens (o Google foi seu amigo neste)

Link para um conjunto de problemas e soluções relacionados à ligação ADC