Erdung von ADC-Erdungen

Schnelle, hochauflösende ADCs, insbesondere solche mit parallelem Ausgang, haben normalerweise einen separaten Versorgungsstift (DRVDD (Laufwerk vdd) oder OVDD (Ausgang vdd)), vermutlich weil sie das Rauschen nicht mit der empfindlichen analogen Versorgung koppeln möchten Die digitalen Ausgangssignale schalten um.

Die meisten ADC-Datenblätter empfehlen eine einzelne ununterbrochene Masseebene direkt unter dem Gerät und verbinden OGND und GND mit der geringstmöglichen Induktivität mit dieser Ebene.

Wir haben eine Situation, in der wir mehrere dieser ADCs auf einer einzigen Platine haben. Ich frage mich, ob die Empfehlung "einzelne ungebrochene Grundebene" auch dann noch gilt, wenn sich mehrere ADCs auf der Leiterplatte befinden.

In unserem Entwurf haben wir zwei separate Masseebenen verwendet, eine für GND (gnd von VDD), die andere für OGND (gnd von OVDD), und wir haben diese beiden Ebenen nahe dem Rand der Leiterplatte verbunden, wo die Stromversorgung über einen Adapter erfolgt Jack.

Alle Ideen, Beispiele aus der Praxis oder Links zu Referenzdokumenten sind willkommen.

Betrachten Sie dies als eine theoretisch voreingenommene Antwort - ich habe mich nicht mit mehreren ADCs und einer separaten Grundebene befasst. Dies wird (hoffentlich) nicht Ihre Hauptantwort sein, kann aber einige erwähnenswerte Probleme aufwerfen. Auch - wenn dies nach Schwachsinn oder schlecht beraten klingt (Variationen desselben Themas :-)), sagen Sie dies bitte (vorzugsweise vorsichtig) - wenn Sie unkommentierte Ratschläge hinterlassen, die Sie als irreführend betrachten, verringert sich der Wert des Materials als Ressource für andere. .

• Was Sie getan haben, klingt nahezu ideal. Eine zweite Grundebene ist ein Luxus, der in "kleineren" Systemen nicht immer verfügbar ist.

• Man könnte versucht sein, die Grundebene in N Segmente zu unterteilen, die sich radial vom einzelnen gemeinsamen Bodenpunkt aus erstrecken, aber das hat gute und schlechte Punkte.

• Es kann eine interessante Übung sein, zu überlegen, wo und wie Sie die Gründe für die Signalquellen zurückgeben.

  Wenn möglich, geben Sie die Erdung der Quellen an die analoge Erdungsebene zurück. Dies wirft jedoch Probleme mit Quellen auf, die mit Strom versorgt werden, aber selbst keine separate Stromversorgung und analoge Erdung haben. Wie können Sie die Erdung der Quellenleistung zur Erdungsebene und die analoge Erdung der Quelle zur analogen Erdungsebene zurückführen?

  Im Fall von z. B. Instrumentenverstärkern kann dies einfach sein, da die analoge Masse konzeptionell von der Leistungsmasse getrennt ist.

  Bei Single-Ended-Quellen müssen Sie möglicherweise genau untersuchen, was mit Erdströmen zwischen Strom und Analog geschieht. Wenn die lokale Strommasse einen potenziellen Gleichstromversatz relativ zur analogen Masse aufweist, möchten Sie diese Komponente möglicherweise von der analogen Masse trennen. Zu diesem Zweck können Sie sogar eine AC-gefilterte DC-Einspeisung zur Strommasse für den analogen Teil der Quelle und einen AC-Erdungspfad zur analogen Masseebene bereitstellen. Dies erzeugt effektiv eine lokale analoge Masse für die Schaltung der Quelle - z. B. einen Induktor von der Leistungserdungsebene zur lokalen analogen Masse mit einem Kondensator von der lokalen analogen Masse zur analogen Masseebene.

  Ein Beispiel, bei dem dies möglicherweise nicht der Fall ist, ist beispielsweise ein Mikrocontroller mit internem DAC, der als Signalquelle für einen ADC verwendet wird. Damit diese Anordnung sinnvoll ist (DAC-ADC), gibt es wahrscheinlich eine andere analoge Funktion oder ein gefaltetes Signal sowie den DAC-Ausgang. Wie behandeln Sie in diesem Fall den Boden des Mikrocontrollers und welche Unterschiede treffen die Auswahlmöglichkeiten?

• Beide Grundebenen werden wahrscheinlich durch Durchkontaktierungen unterbrochen, die andere Ebenen miteinander verbinden. In extrem anspruchsvollen Fällen, wie es sich für Sie anhört, muss darauf geachtet werden, dass die Signalwege für kritische analoge Signale nicht mehr ausbalanciert werden. Eine analoge Signalspur, die eine Unterbrechung in ihrer analogen Masseebene kreuzt, erzeugt eine Schlitzantenne, die sowohl ein Strahler als auch ein Empfänger sein kann. In vielen Fällen kann der Effekt klein genug sein, um vernachlässigt zu werden, aber Sie müssen wissen, dass dies beabsichtigt ist und nicht durch Glück (oder Pech). Grundebenenbrüche bieten auch eine vergrößerte Schleifenfläche, was in kritischen Fällen wichtig sein kann. (Der Loop-Bereich zwischen Go und Return kann in vollständig ausgeglichenen Fällen auftreten, wenn Tracks für beide Pfade verwendet werden - normalerweise durch ordnungsgemäße Verwendung der Grundplatte beseitigt.)

Die Antwort hängt von der Auflösung ab, die Sie in Ihrem ADC suchen. Für eine niedrige Auflösung ist es wahrscheinlich nicht erforderlich, Ihre digitalen Schaltkreise von den analogen zu trennen (mit Ausnahme der Verbindung selbst), und ja, verbinden Sie alle Erdungen der ADCs miteinander und unabhängig von der digitalen Logik. Bei einer höheren Auflösung von beispielsweise 16 Bit dürfen Sie die beiden Masseebenen nicht miteinander verbinden.

Zitat:

In Systemen mit höherer Auflösung, die eine stärkere Rauschisolierung erfordern, können Sie sich Sorgen über digitale Streuströme machen, die über den Analog-Erdungsbereich Ihrer Leiterplatte fließen. Diese Ströme können einige extrem empfindliche analoge Schaltkreise stören.

Wenn Sie auf unerwünschte Ströme stoßen, die in einem bestimmten Pfad fließen, können Sie das Problem im Allgemeinen durch einen von drei Ansätzen lösen:

Reduzieren Sie den Pegel des aggressiven Signals. Unterbrechen Sie den Streustrom, indem Sie eine hohe Impedanz in Reihe schalten. Führen Sie ein niederohmiges Element ein, um den Streustrom an einer anderen Stelle abzuleiten.

Es treten Probleme auf Es gibt eine Website, auf der die verschiedenen Ansätze erläutert werden (Google war in diesem Fall Ihr Freund).

Link zu einer Reihe von Problemen und Lösungen in Bezug auf ADC-Bonding