Mise à la terre des terrains ADC

Les ADC rapides et haute résolution, en particulier ceux qui ont une sortie parallèle, ont généralement une broche d'alimentation séparée (DRVDD, (lecteur vdd) ou OVDD (sortie vdd)) probablement parce qu'ils ne veulent pas coupler le bruit à l'alimentation analogique sensible alors que tous les signaux de sortie numériques basculent.

La plupart des fiches techniques ADC recommandent un seul plan de masse ininterrompu juste sous l'appareil et connectent les OGND et GND à ce plan avec le moins d'inductance possible.

Nous avons une situation où nous avons plusieurs de ces ADC sur une seule carte. Je me demande si la recommandation «plan de masse unique et ininterrompu» est toujours valable même s'il y a plusieurs ADC sur le PCB.

Dans notre conception, nous sommes allés avec deux plans de masse distincts, l'un pour GND (gnd de VDD), l'autre pour OGND (gnd de OVDD), et nous avons connecté ces deux plans près du bord du PCB, où l'alimentation entre par un adaptateur jack.

Toutes les idées, exemples du monde réel ou liens vers des documents de référence seront appréciés.

Considérez ceci comme une réponse théoriquement biaisée - je n'ai pas traité avec plusieurs ADC et un plan de sol séparé. Ce ne sera (espérons-le) pas votre réponse vedette, mais peut soulever quelques problèmes qui méritent d'être notés. Aussi - si tout cela ressemble à du bain de lait ou mal conseillé (variations sur le même thème :-)) veuillez le dire (de préférence doucement) - laisser des conseils non commentés que vous considérez comme trompeurs réduit la valeur du matériel comme ressource pour les autres. .

• Ce que vous avez fait semble proche de l'idéal. Un deuxième avion au sol est un luxe qui n'est pas toujours disponible dans les systèmes «inférieurs».

• On peut être tenté de diviser le plan de masse en N segments s'étendant radialement à partir du seul point de masse commun, mais qui a de bons et de mauvais points.

• Examiner où et comment vous retournez les motifs des sources de signal peut être un exercice intéressant.

  Si possible, vous ramenez les terres des sources sur le plan de masse analogique, mais cela soulève alors des problèmes concernant les sources qui sont alimentées mais qui n'ont pas elles-mêmes d'alimentation et de terres analogiques distinctes. Comment renvoyez-vous la masse d'alimentation de source au plan de masse d'alimentation et la masse analogique de source au plan de masse analogique?

  Dans le cas, par exemple, des amplificateurs d'instrumentation, cela peut être facile car la masse analogique est conceptuellement séparée de la masse d'alimentation.

  Dans le cas de sources asymétriques, vous devrez peut-être examiner de près ce qui arrive aux courants de terre entre l'alimentation et l'analogique. Si la mise à la terre de l'alimentation locale présente un potentiel de décalage cc par rapport à la terre analogique, vous souhaiterez peut-être isoler ce composant de la terre analogique. Pour ce faire, vous pouvez même aller jusqu'à fournir une alimentation DC filtrée AC pour alimenter la masse de la partie analogique des sources et un chemin de terre AC vers le plan de masse analogique. Cela crée effectivement une masse analogique locale pour les circuits de la source - par exemple, une inductance du plan de masse d'alimentation à la masse analogique locale avec un condensateur de la masse analogique locale au plan de masse analogique.

  Un exemple où cela peut ne pas être le cas est par exemple un microcontrôleur avec un DAC interne utilisé comme source de signal pour un ADC. Pour que cet arrangement soit logique (DAC-ADC), il y aura probablement une autre fonction analogique ou un signal convolué ainsi que la sortie DAC. Dans ce cas, comment traitez-vous le sol du microcontrôleur et quelles différences font les choix.

• Les deux avions au sol seront probablement interrompus par des vias interconnectant d'autres avions. Dans les cas extrêmement exigeants, comme le vôtre, il faut faire attention au déséquilibrage des trajets de signal aller et retour pour les signaux analogiques critiques. Une piste de signal analogique qui traverse une rupture dans son plan de masse analogique crée une antenne à fente qui peut être à la fois un radiateur et un récepteur. Dans de nombreux cas, l'effet peut être suffisamment faible pour être négligé, mais vous devez savoir que c'est le cas par conception et non par chance (ou mauvaise). Les ruptures du plan du sol fournissent également une zone de boucle accrue qui peut être importante dans les cas critiques. (La zone de boucle entre aller et retour peut se produire dans des cas parfaitement équilibrés lorsque les pistes sont utilisées pour les deux chemins - généralement éliminées par une utilisation appropriée du plan de sol.)

La réponse dépend de la résolution que vous recherchez dans votre ADC. Pour une faible résolution, il n'est probablement pas nécessaire d'isoler vos circuits numériques des circuits analogiques (sauf le lien lui-même) et oui, connectez tous les motifs des ADC ensemble et indépendamment de la logique numérique. Avec une résolution plus élevée, disons 16 bits, vous ne devez pas connecter les deux plans de masse ensemble.

Citant:

Dans les systèmes à plus haute résolution nécessitant une isolation acoustique plus élevée, vous pourriez vous inquiéter des courants numériques parasites qui traversent la région de masse analogique de votre carte de circuit imprimé. Ces courants peuvent interférer avec certains circuits analogiques extrêmement sensibles.

En général, lorsque vous rencontrez des courants indésirables circulant dans une voie particulière, vous pouvez résoudre le problème par l'une des trois approches suivantes:

Réduisez le niveau du signal agressif. Perturber le courant parasite en mettant une haute impédance en série avec lui. Introduisez un élément à faible impédance pour shunter le courant parasite ailleurs.

Il y a des problèmes qui se posent Il y a un site Web expliquant les différentes approches (Google était votre ami dans celui-ci)

Lien vers un ensemble de problèmes et de solutions concernant la liaison ADC