Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Europejski lider sprzedaży techniki i elektroniki.
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Rozdzielenie zasilania część analogowej i cyfrowej

golas17 24 Lip 2011 10:16 4858 23
  • #1 24 Lip 2011 10:16
    golas17
    Poziom 16  

    Witam,

    Zależy mi na nauczeniu się jak minimalizować zakłócenia w układach analogowych współpracujących z cyfrowymi. Znalazłem taki schemat:
    Rozdzielenie zasilania część analogowej i cyfrowej
    Próbowałem znaleźć informacje w sieci, na elektrodzie i na innych portalach dlaczego tak to zrobiono, ale bezskutecznie.
    Interesuje mnie zastosowanie takiego schematu do zasilani układu mikroprocesorowego z częścią analogową. Prąd całości będzie w granicach 100mA. uC będzie pracował najwyżej z f=24MHz.
    Wiem już po co rozdziela się masy, ale interesuje mnie dlaczego zasilanie część analogowej wzięto z punktu przed filtrem LC, a cyfrowej za nim? Jak dobrać dławik?

    Bardzo dziękuję za każdą odpowiedź :)

  • #2 24 Lip 2011 11:22
    Artur k.
    Admin grupy audio

    Robi się tak dlatego, że dławik przedstawia sobą reaktancję indukcyjną, a ta jak powszechnie wiadomo wzrasta wraz ze wzrostem częstotliwości prądu przez niego płynącego.

  • #3 24 Lip 2011 11:32
    kreslarz
    Poziom 35  

    Jeszcze 3 grosze do odpowiedzi Kolegi Artura K.
    Elementy cyfrowe z racji swojej zero-jedynkowej pracy pobierają prąd impulsowo, czyli np. w momencie narastania sygnału z zera do jedynki w kilku mikrosekundach potrzebny jest duży prąd. Impulsy są szpilkowe, o małym wypełnieniu. Źródłem prądu jest wtedy zespół kondensatorów C5 i C6. Dławik natomiast stanowi zaporę dla takich szybkich zmian, jak napisano powyżej. W chwilach, gdy cyfrówka nie potrzebuje dużego prądu, kondensatory doładowują się przez dławik.
    Pozdrawiam Kolegów

  • #4 24 Lip 2011 12:43
    Artur k.
    Admin grupy audio

    Skoro już uściślamy (celowo nie napisałem wszystkiego, żeby Autor samodzielnie do tego doszedł), to jedziemy dalej :)
    Poza zakłóceniami impulsowymi, o czym chyba wystarczająco napisał przedmówca, zdarza się że na szyny zasilania przedostają się jakieś składowe sygnałów zegarowych, co również skutecznie tłumi dławik.
    Dodatkowo jako zabezpieczenie przed "szpilkami" na zasilaniu stosuje się kondensatory ceramiczne NP0 lub MKT o małych pojemnościach (rzędu 100nF) lutowane tuż przy układach cyfrowych, a czasami bezpośrednio do ich wyprowadzeń, od strony druku.
    Chodzi o to, że kondensator elektrolityczny ma dużą impedancję dla wysokich częstotliwości i nie jest w stanie stłumić krótkich impulsów o wysokiej częstotliwości.

  • #5 24 Lip 2011 19:21
    golas17
    Poziom 16  

    Dziękuję za odpowiedzi. Teraz rozumiem :)
    Mam jeszcze jedno pytanie. Mam zamiar zasilać układ z akumulatora (12V). Część analogową chcę zasilać z 5V, a cyfrową z 3.3V.
    Co będzie lepszym rozwiązaniem:
    a) zastosowanie dwóch stabilizatorów - każdy osobno zasilany z akumulatora
    b) zastosowanie stabilizatora na 5V i rozdzielenie napięcia wyjściowego z tego stabilizatora na zasilanie części analogowej (5V) i zasilanie stabilizatora 3.3V?
    W przypadku a) dużym minusem jest spory spadek napięcia na stabilizatorze 3.3V.
    Ale ważne też jest dla mnie minimalizowanie zakłóceń w części analogowej, a osobne stabilizatory wydają się lepszą opcją w tym wypadku.
    Co radzicie?

  • #6 24 Lip 2011 19:34
    kreslarz
    Poziom 35  

    Wszystko zależy od poboru prądu. Jeżeli są to miliampery, to stopniowanie 12V -> 5V >3,3V.
    Chodzi o straty, gdyż stabilizatory liniowe zamieniają różnicę napięć w ciepło, czyli para idzie w gwizdek. Spada bardzo sprawność zasilania. Przy nieco większych prądach proponuję przetwornicę 12 na 5V i 12 na 3,3V. Wzrośnie wówczas wydajność akumulatora, a zatem czas pracy bez ładowania. Musisz sobie zrobić bilans mocy - ile Wat stracisz na ciepło.

  • #7 24 Lip 2011 19:46
    Artur k.
    Admin grupy audio

    Zależy od konkretnego układu. Czasami lepiej tak, a czasami lepiej inaczej.
    Lepszym pod względem mocy strat, rozwiązaniem, jest podłączenie stabilizatora 3.3V na wyjście 5V, ale... jeśli w gałęzi 3.3V ma płynąć duży prąd, to ten sam prąd będzie płynął też przez stabilizator 5V i spowoduje na nim odłożenie się proporcjonalnie większej mocy, co za tym idzie wydzielenie większej ilości ciepła. Ponadto może zajść konieczność zastosowania stabilizatora 5V o większym prądzie, czyli układ będzie droższy.
    Trzeba policzyć straty w konkretnym układzie i wtedy się okaże jakie rozwiązanie będzie lepsze.

    Dodano po 2 [minuty]:

    O, widzę, że ktoś mnie wyprzedził ;)

  • #8 24 Lip 2011 20:08
    golas17
    Poziom 16  

    Prąd części analogowej - 50mA, cyfrowej - 50mA. To wartości maksymalne. Układ jest prosty bo zawiera 1 uC, 1 ADC i kilka op-amp.
    Moc strat oszacowałem na szybko i wynika mi z tego, że stabilizatory, których zamierzam użyć poradzą sobie z rozproszeniem tego ciepła bez dodatkowych radiatorów.
    Teraz jeżeli chodzi o zakłócenia - lepiej stosować osobne stabilizatory zasilane z 12V, prawda? Wtedy już nie muszę stosować filtru LC za stabilizatorem 5V, a powinienem za stabilizatorem 3.3V, prawda?

  • #9 24 Lip 2011 20:20
    kreslarz
    Poziom 35  

    Jak mnie kolega Artur K. nie wyprzedzi (ukłony) to liczymy 12-5=7x0,05=350 mW - to straty na 5V.
    12-3,3=8,7*0,05=0,435 W
    Razem do stracenia około 0,8W, więc nie ma problemów.
    Czy osobne stabilizatory? Raczej tak, bo każdy będzie miał swoją niewielką część ciepła do odprowadzenia. Pamiętaj o kondensatorach na wyjściu stabilizatorów. Zapobiegają wzbudzeniu się stabilizatora i pełnią jeszcze inne pożyteczne funkcje.

    Hi, byłem pierwszy :D

  • #10 24 Lip 2011 20:40
    Artur k.
    Admin grupy audio

    kreslarz napisał:
    Hi, byłem pierwszy :D

    Znowu ;)

    Tym razem ja dodam 3 grosze :)
    W tym wypadku, jak słusznie napisał przedmówca, warto zastosować oddzielne stabilizatory zasilane z 12V, ponieważ różnica napięć pomiędzy stabilizatorami to tylko 1.7V, co wymusza użycie stabilizatora 3.3V typu LDO. To podniesie koszty, poza tym nie w każdym sklepie można kupić stabilizatory LDO, a przy takim prądzie nie ma sensu się w to bawić.

  • #11 24 Lip 2011 23:26
    golas17
    Poziom 16  

    Panowie bardzo dziękuję za Waszą pomoc.
    Narysowałem takie schematy:

    Zasilanie elektroniki analogowej (5V):
    Rozdzielenie zasilania część analogowej i cyfrowej

    Zasilanie elektroniki cyfrowej (3.3V):
    Rozdzielenie zasilania część analogowej i cyfrowej

    Elektrolity być może za duże, ale myślę, że to nie zaszkodzi mojej aplikacji :)

    Do pełni szczęścia brakuje mi jeszcze informacji jak określać częstotliwość graniczną filtru LC. Czy dobierać ją do częstotliwości pracy uC (24MHz) czy może do częstotliwości pracy portów uC (10MHz)? Jak dobierać cewkę (z rdzeniem/bez rdzenia/istotna tylko indukcyjność)?

  • #12 24 Lip 2011 23:51
    Artur k.
    Admin grupy audio

    Pojemności masz za duże, zwłaszcza na wyjściu - patrz noty katalogowe stabilizatorów.
    Co do indukcyjności - wzór na częstotliwość jest jeden, niezmienny od czasów gdy go wyprowadzono.
    Czy cewka z rdzeniem, czy bez rdzenia, to zależy - oporność (dla DC) musi być jak najmniejsza, a impedancja (dla AC) jak największa. Musisz wyliczyć, wziąć pod uwagę przenikalność magnetyczną rdzenia (nawet jeśli jest to powietrze, czyli cewka bez rdzenia) i policzyć co jest bardziej korzystne pod względem ciężaru, wymiarów, kosztów itp. Być może nawiniesz taki dławik sam, a być może użyjesz fabrycznego.
    To Ty projektujesz układ i Ty wiesz co potrzebujesz i jak to ma działać. My wróżkami nie jesteśmy ;)

  • #13 25 Lip 2011 15:12
    golas17
    Poziom 16  

    Zmieniłem elektrolity na wyjściach stabilizatorów na 10u - wg noty katalogowej.
    Znalazłem dławiki pionowe o R=1ohm i L=330u. Myślę, że to będzie najlepsze wyjście ze względu na niską cenę i małą rezystancję. Zasymulowałem filtr LC o parametrach L=330u i C=10u z dołączonym na wyjściu planowanym obciążeniem:
    Rozdzielenie zasilania część analogowej i cyfrowej
    Rozdzielenie zasilania część analogowej i cyfrowej
    W moim układzie cyfrowym najwolniejsze częstotliwości dotyczą transmisji RS - 9600kbps, więc mam nadzieję, że na tak zaprojektowanym filtrze nie pojawią się jakieś niespodziewane szpilki o częstotliwości rezonansowej i nie zniszczą mi stabilizatora...

  • #14 25 Lip 2011 22:00
    nemo07
    Poziom 36  

    Zasymulowales jakos ... troszke obok.
    Zauwaz, ze brak w tym schemacie (z symulacji) pojemnosci wyjsciowej stabilizatora (czyli rownoleglej do zrodla "V1", ktorej brakuje zreszta impedancji wewnetrzej) oraz ze w ukladzie dwoch stabilizatorow, analogicznie do schematu wyjsciowego, punktem polaczenia obydwu mas (AGND i DGND) powinien byc wlasnie punkt wspolny dla zaciskow "-" pojemnosci wyjsciowych obydwu stabilizatorow. I te wlasnie pojemnosci powinny byc zgodne z zalaceniami not katalogowych. Poza tym, na prawo od R1 tez bedzie przeciez jakas pojemnosc (lokalne blokowanie szyny 3,3V w czesci cyfrowej).
    Obciazenia zasilaczy sa typowo na tyle stratne, ze nie ma obaw o rezonanse w filtrach wyjsciowych zasilania. Ponadto kondensatory i induktory dokladaja straty wynikajace z ich wlasnych ESR.
    Jakkolwiek wygodne sa te rozne programy symulacyjne, nie zwalniaja one od trzezwej analizy ukladu przy minimum pomyslunku.
    L rzedu 10 ... 100u powinno wystarczyc.

  • #15 25 Lip 2011 23:15
    golas17
    Poziom 16  

    Dziękuję za konstruktywną krytykę. Zamieszczam poprawiony schemat i wyniki.
    Rozdzielenie zasilania część analogowej i cyfrowej Rozdzielenie zasilania część analogowej i cyfrowej
    R2 - rezystancja wyjściowa stabilizatora
    R3 - rezystancja dławika
    C6 - suma pojemności blokujących w układzie części cyfrowej
    Jak widać wyniki są zupełnie inne niż w pierwszej symulacji. Na szczęście :)
    Pewnie nie wszystko jest dograne do końca, dlatego proszę nie krępujcie się dalej wytykać błędy. To mi bardzo pomaga i tłumaczy wiele zjawisk.
    I bardzo dziękuję za uwagę dotyczącą miejsca połączenia DGND i AGND. Niedługo zabieram się za tworzenie PCB i na pewno do tego się zastosuję. W miarę możliwości proszę o wyjaśnienie dlaczego w tym punkcie masy mają się łączyć? Na stronie angielskiej prowadzonej przez jakiegoś "dziadka" (jakiś specjalista od EMI) wyczytałem, że masy mają się łączyć w jednym punkcie i połączenie to ma tworzyć topologię gwiazdy. Punkt połączenia zalecano wybrać gdzieś w okolicach wejścia zasilania o ile dobrze pamiętam...

  • #16 27 Lip 2011 22:33
    nemo07
    Poziom 36  

    golas17 napisał:
    ... W miarę możliwości proszę o wyjaśnienie dlaczego w tym punkcie masy mają się łączyć? Na stronie angielskiej prowadzonej przez jakiegoś "dziadka" (jakiś specjalista od EMI) wyczytałem, że masy mają się łączyć w jednym punkcie i połączenie to ma tworzyć topologię gwiazdy. Punkt połączenia zalecano wybrać gdzieś w okolicach wejścia zasilania o ile dobrze pamiętam...

    Topologia gwiazdy to zloty srodek (acz nie zawsze jest mozliwa do realizacji, zwlaszcza w kompleksowych ukladach, i na poziomie "urzadzen").
    Do wyjasnienia posluzmy sie schematem z pierwszego posta.
    Niech "szumy" ukladu cyfrowego wnoszone na szyny zasilania DGND i +Vd symuluje, dla uproszczenia, zrodlo pradowe 100 mA (sink) kluczowane fala prostokatna z czestotliwoscia zegara 8 MHz i ze zboczami 5 nanosekundowymi. Taka fala pradowa ma komponenty: fale podtawowa 140 mApp, 8 MHz oraz nieparzyste harmoniczne (do 9-ej), malejace monotonicznie. Esencjalnie pasmo mocy zasadniczej rozpina sie na dwu glownych skladowych: 8 MHz i ok. 70 MHz, przy ktorej wystapi "sygnatura" zbocz, z amplituda rzedu 100 ... 140 mApp i dla uproszczenia szyny cyfrowe moznaby "zasilic" z dwoch generatorow w.cz, (sygnalowych), wstrzykujacych w/w stymuli pradowe.
    Czego na schemacie nie ma, a egzystuje realnie:
    Kazdy kondensator ma dwa szeregowe komponenty parazytowe: ESR i ESL; niech wszystkie one tutaj, niezaleznie od typu maja ESR = 50 mΩ, ESL = 20 nH.
    Dlawik ma ESR oraz parazytowa rownolegla pojemnosc Cp rezonansu wlasnego (Fsr), powyzej ktorego zamienia sie on na pojemnosc, czyli dziala dokladnie na odwrot, niz bysmy sobie zyczyli (dlawik 100uH moze miec Fsr rzedu 20 MHz).
    Sciezki PCB maja rowniez swoje ESR i ESL, zaleznie od dlugosci i szerokosci; zalozmy odpowiednio po 2 mΩ i 5 nH na cm dlugosci.
    Jesli teraz przyjmiemy, ze punkty oznaczone na schemacie "GND" i "DGND" zostaly polaczone liniowym odcinkiem naszej sciezki o dlugosci 5 cm, mozesz sobie wyliczyc (lub zasymulowac), jakie wartosci napiec zaklocen pojawia sie na dowolnym odcinku sciezki, np. miedzy pinem "2" U1 oraz negatywna okladka C4, co w konsekwencji oznacza, ze mniej wiecej "odwrotne" co do znaku zaklocenie odtworzy U1 na swoim wyjsciu (referowanym do pinu "2"), i poda na terminale +VA i AGND (taka reakcja kompensacyjna regulatora bylaby sensowna, gdyby AGND byla polaczona z pinem "2" U1, nie z negatywna okladka C4).
    Tu mamy juz pierwszy skutek braku jednego punktu referencji w ukladzie, gdyz U1 referuje swoje napiecie wyjsciowe do pinu "2" (zwanego tez "ref"), tymczasem w obwodzie referencji (na odcinku przewodu miedzy pojemnoscia wyjsciowa stabilizatora C4 (i C3), a pinem "2") pojawilo sie zaklocenie.
    Analogicznie, nie mozesz czulych ukladow analogowych referowac do dwoch roznych punktow przewodu uznanego za "mase", jesli tylko przez ten przewod plyna jakies prady wywolujace znaczne spadki napiec i w konsekwencji roznice potencjalow miedzy punktami, ktore przyjmowane sa za ekwipotencjalne.
    Chyba widoczne jest, teraz, ze uklad "gwiazdy" jest jedynym panaceum.
    Jesli mielibysmy ten schemat ideowy zmienic na bardziej "praktyczny", montazowy, to punktem referencji, czyli wspolna "masa wszystkich mas" bylby pin "2" ukladu U1, i bylby to zarazem jedyny wezel na tym potencjale. Wszystkie elementy schematu laczone z masa powinny zatem byc bezposrednio prowadzone swoim "wlasnym" (ekskluzywnie swoim), mozliwie krotkim i grubym przewodem do pinu "2" U1. I co nam powstalo jesli nie gwiazda?

    Generalnie, punkt polaczenia mas AGND i DGND powinien byc punktem referencji ukladu zasilania, a tak sie sklada, ze jest to zarazem punkt przylaczenia "uziemionych" koncowek wyjsciowych kondensatorow odsprzegajacych (tutaj C3 i C4).

    Koncept "masy" historycznie wywodzi sie z fizycznego "uziemienia", z potencjalem ziemi, jako punktem referencji. Wiele ukladow lub systemow zadowoli sie jednak wlasnym punktem referencji, niekoniecznie uziemionym.
    Posiadanie takiego potencjalu odniesienia jest warunkiem koniecznym w ukladach przetwarzajacych sygnaly A/C.
    Praktyczna alternatywa do ukladu gwiazdy jest dobrze przewodzacy arkusz/plyta (ze wzgledu na male ESR/ESL), zwana "ground plane".
    Uff ... sie naprodukowalem :D

  • #17 28 Lip 2011 22:55
    golas17
    Poziom 16  

    Dziękuję za wyczerpujące wyjaśnienia :) kliknąłbym pomógł, ale nie widzę tego przycisku...
    Przy projekcie płytki PCB postaram się uwzględnić twoje rady.
    Póki co wiem na pewno, że zastosuję ground plane'a :) trochę się o tym naczytałem. Polecam: Link

  • #18 31 Lip 2011 08:09
    nemo07
    Poziom 36  

    golas17 napisał:
    ... Póki co wiem na pewno, że zastosuję ground plane'a :) trochę się o tym naczytałem. Polecam: Link
    Jedna, czy dwie?
    golas17 napisał:
    ... Układ jest prosty bo zawiera 1 uC, 1 ADC i kilka op-amp.

    Te uklady juz tak maja, ... ze sa "proste" - pryncypialnie, wszystkie na jedno kopyto.
    Tyle, ze np. miedzy takim 24-bitowym ADC Σ-Δ, gwarantujacym efektywna rezolucje 20-bit, co oznacza "1ppm of FS" a np. takim 12-bitowym lezy przepasc jesli chodzi o wymagania integralnosci sygnalow (czyt. poziom "szumow" na szynach zasilania, GND, CLK jitter, itd.).
    I tu bywa tak, ze ze wzgledu na zasade pracy ADC oraz uzyty schemat wewnetrzego "bonding" pinow/padow AGND i DGND producent sugeruje/zaleca polaczyc obydwa te piny sciezka minimalnej impedancji (mozliwie najkrocej). Wtedy ten punkt polaczenia staje sie punktem referencji dla calego systemu, jednym slowem IC ktory jest de facto typu "mixed-signal" jest traktowany jako uklad kompletnie analogowy (ale takim nie jest) i ... swiat sie zmienia.
    Jesli projektujesz uklad o wysokiej rezolucji, radzilbym w projekcie PCB zostawic sobie "furtki", znaczy np. stworzyc system dwu ground-planes (AGND i DGND), ktore standardowo powinny sie schodzic w zasilaczu, zgodnie z konceptem gwiazdy, jak bylo juz wspomniane, a przy tym pozostawic sobie opcje (np. z pomoca jumperow) lokalnego, wspolnego uziemienia pinow/padow DGND z AGND przetwornika A/D. ... I tu sie dla niektorych zaczynaja schody, bo kiedy sie pomysli o podlaczeniu tego systemu do ... czegos tam, glowa zaczyna bolec.
    Sa tez inne topologie na te bolaczki. ... Niech Cie ten link prowadzi.

  • #19 31 Lip 2011 13:49
    gary2007
    Poziom 14  

    Cytat:
    Chodzi o to, że kondensator elektrolityczny ma dużą impedancję dla wysokich częstotliwości i nie jest w stanie stłumić krótkich impulsów o wysokiej częstotliwości.

    Bo ja nie wiem jak to się ma do wzoru z elektrotechniki Z=R-jX, gdzie moduł impedancji maleje zarówno ze wzrostem częstotliwości jak i pojemności.

  • #20 31 Lip 2011 15:37
    jdubowski
    Specjalista - urządzenia lampowe

    gary2007 napisał:
    Cytat:
    Chodzi o to, że kondensator elektrolityczny ma dużą impedancję dla wysokich częstotliwości i nie jest w stanie stłumić krótkich impulsów o wysokiej częstotliwości.

    Bo ja nie wiem jak to się ma do wzoru z elektrotechniki Z=R-jX, gdzie moduł impedancji maleje zarówno ze wzrostem częstotliwości jak i pojemności.


    Tak się ma że wzór opisuje teorię, a tu o praktyce dyskutujemy - kondensator elektrolityczny nie jest idealny, mozna go sobie wyobrazić jako układ szeregowo połąłczonej rezystancji, indukcyjności i pojemności.

  • #21 31 Lip 2011 22:27
    golas17
    Poziom 16  

    Mam właśnie przetwornik sigma-delta 24bit. Łącząc AGND i DGND robię de facto pętlę masy... No ale skoro tak to się już postępuje w przetwornikach ADC, no to nie ma innego wyjścia.
    Dalej - będzie to płytka dołączana do głównego sterownika urządzenia, a więc kolejne problemy - gdzie właściwie powinienem stworzyć ten "punkt gwiazdowy"?
    Myślę, że częściowo problem da się wyeliminować dając osobne zasilanie dla tworzonej płytki - osobne stabilizatory części analogowej i cyfrowej, całkowicie niezależne zasilanie od płytki sterownika. Z płytką sterownika głównego będzie połączona tylko niezbędnymi liniami sygnałowymi -CLK, DIN, DOUT itp oraz masą DGND. Sam przetwornik odizoluję od magistrali danych stosując bufor CMOS.

  • #22 31 Lip 2011 23:39
    nemo07
    Poziom 36  

    golas17 napisał:
    Mam właśnie przetwornik sigma-delta 24bit. Łącząc AGND i DGND robię de facto pętlę masy... No ale skoro tak to się już postępuje w przetwornikach ADC, no to nie ma innego wyjścia.
    Dalej - będzie to płytka dołączana do głównego sterownika urządzenia, a więc kolejne problemy - gdzie właściwie powinienem stworzyć ten "punkt gwiazdowy"?
    Myślę, że częściowo problem da się wyeliminować dając osobne zasilanie dla tworzonej płytki - osobne stabilizatory części analogowej i cyfrowej, całkowicie niezależne zasilanie od płytki sterownika. Z płytką sterownika głównego będzie połączona tylko niezbędnymi liniami sygnałowymi -CLK, DIN, DOUT itp oraz masą DGND. Sam przetwornik odizoluję od magistrali danych stosując bufor CMOS.

    Nie patrz na to "jak sie postepuje", tylko na zalecenia z data sheet do tego ADC!
    Trudno jest dyskutowac szczegolowo o jakims niesprecyzowanym ukladzie, ktorego caly opis zawarles w jednym krotkim zdaniu, nie nazywajac nawet typu ADC. Teraz doszedl jakis niesprecyzowany "sterownik". Konfiguracja calosci prezentuje sie jakos mgliscie. Nie ma bazy do dyskusji. Rozumiem, ze projektujesz wlasnie jakas "Wunderwaffe" i jestes zwiazany klauzula o zachowaniu tajemnicy.
    Punkt gawiazdowy wypadaloby zrobic w gwiezdzie mas zasilan ADC i uC, i ewentualnie tego enigmatycznego "sterownika". Petle masy sa w tym przypadku generalnie niedopuszczalne.
    Dla izolacji masz do dyspozycji optokoplery, male konwertery DC-DC, rezystory, dlawiki, perelki ferrytowe ... itd.
    Jest tez okazja, aby zrobic mase kardynalnych bledow. No, ale na bledach czlowiek sie ponoc uczy.
    Trzymam kciuki :!:
    BTW: Temat jak ulal do dzialu "Początkujący Nauka" :lol:

  • #23 01 Sie 2011 00:44
    golas17
    Poziom 16  

    Ok, a więc szczegóły na temat całego urządzenia :)
    1) urządzenie będzie miało za zadanie zbierać pomiary z 3 czujników, rozmieszczonych co około 50-70cm
    2) będę mierzył składową stałą - ADC texas instruments ADS1247. Każdy czujnik ma swój przetwornik.
    3) na jednej z płytek zamierzam umieścić "sterownik". Będzie to po prostu mikrokontroler (stm32), który będzie miał za zadanie odpytywać po kolei przetworniki i przesyłać zmierzone wartości przy pomocy nadajnika radiowego na PC.
    4) Całe urządzenie będzie zasilane z akumulatora. Jeden z czujników musi być zasilany napięciem wyższym niż napięcie akumulatora, dlatego zastosuję przetworniczkę step-up. Tutaj na pewno będzie jakiś problem z odizolowaniem tego od reszty układu. Być może dobrym pomysłem jest zastosowanie separatora DC/DC, tym bardziej że szczęśliwe mój czujnik ma wyprowadzone dwie masy - masę zasilania i masę sygnałową (czujnik z wyjściem prądowym). Sprawdzę tę opcję.
    4) w celu minimalizowania wpływu zakłóceń każdy przetwornik ADC będzie miał swoje stabilizatory zasilania analogowego i cyfrowego. Na płytce "sterownika" umieszczę rozgałęzienie zasilania dla pozostałych dwóch płytek. Przynajmniej na tym etapie projektu (prawie skończone schematy) tak to widzę.
    5) w jednym z datasheetów analog devices znalazłem informacje o stosowaniu bufora CMOS do odciążenia wejść/wyjść cyfrowych ADC. Dodatkowo pomiędzy buforem CMOS i przetwornikiem należy zastosować rezystory. Ogranicza to piki prądowe (razem z bramką cmos tworzy filtr DP) i zmniejsza stromość zboczy sygnałów zegarowych i danych.
    6) w dokumentacji do przetwornika ADC nie znalazlem nic na temat odpowiedniego "groundingu" czy ogólnego layoutu PCB.
    7) na stronie texasa znalazłem kilka pdf-ów z których wynika, że zalecane jest łączenie DGND i AGND używając ground plane'a. Są też jakieś pdf-y z informacjami o zasilaniu i filtrach LC przy przetwornikach. Warto poczytać.

    W razie dodatkowych pytań - proszę precyzować. Chętnie odpowiem, byleby uzyskać efekt w postaci działającego i spełniającego oczekiwania urządzenia :)

  • #24 02 Sie 2011 18:13
    golas17
    Poziom 16  

    Jeżeli ktoś jest zainteresowany projektem płytki i analizą błędów związanych z prowadzeniem masy, to zapraszam do tematu: Link

TME logo Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
TME Logo