Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Układ mikroporcesorowy z częścią analogową oraz cyfrową - dzielić masy czy nie?

felekfala 30 Gru 2011 12:23 1707 7
  • #1 30 Gru 2011 12:23
    felekfala
    Poziom 19  

    Witam,
    po przeczytaniu artykułu z portalu ElektronikaB2B http://elektronikab2b.pl/technika/14495-jak-p...ch-drukowanych-z-ukladami-analogowo-cyfrowymi
    Zastanawiam się czy należy oddzielić masę analogową od cyfrowej czy jednak należy wylać jedną masę i podziału na część cyfrową i analogową dokonać nie jako "symbolicznie". Załóżmy że układ będzie posiadał komponenty związane z częścią analogową tj. Zasilanie tej części, pomiary prądów z czujników ASC712, jakieś wzmacniacze operacyjne itp. oraz przetworniki DAC i zasilanie do nich. Oraz część całkowicie cyfrową z uC jako głównym urządzaniem.

    0 7
  • #2 30 Gru 2011 12:26
    goldi74
    Poziom 43  

    Masy powinny być rozdzielone i połączone ze sobą tylko w głównym punkcie zasilania.

    0
  • #4 30 Gru 2011 23:30
    Freddie Chopin
    Specjalista - Mikrokontrolery
  • #5 31 Gru 2011 13:40
    kemot55
    Poziom 30  

    A jakie są maksymalne częstotliwości w części cyfrowej w Twoim układzie?
    Generalnie wszystko zależy od poziomu zdrowego rozsądku. Na pewno warto jest dodatkowo filtrować zasilanie części zasilań układów analogowych. A ten artykuł z B2B jest straszny (czytaj "groch z kapustą").
    Niestety zakłócenia związane z przepływem prądów w obwodach masy to spory problem i nie można go jakość jednoznacznie uogólniać. Jako przykład podam to co wszyscy fachowcy "bredzą" o sposobie połączenia ekranów - "wyłącznie z jednej strony żeby nie płynęły prądy". A teraz niech ci sami fachowcy powiedzą mi z której strony i dlaczego w układach z falownikami mocy lepiej połączyć obie strony ekranu :-)

    0
  • #6 31 Gru 2011 15:38
    janbernat
    Poziom 38  

    A bo to nie jest takie oczywiste- ekran należy podłączać z tej strony gdzie jest lepsze uziemienie.
    No i jeszcze coś takiego- "ground" i "guard" to nie jest to samo.

    0
  • #7 02 Sty 2012 22:11
    felekfala
    Poziom 19  

    W moim układzie sygnałem o największej częstotliwości będzie w zasadzie sygnał zegara SPI SCK ok 18 MHz (może maks. 36 MHz). Reszta sygnałów to PWMy do 10kHz. Więc po prostu chyba zrobię to tak jak do tej pory czyli połączę masy w jednym punkcie, a zasilanie części analogowej będzie filtrowane dodatkowo filtrem LC.

    Jeśli płytka będzie dwu warstwowa to jedną warstwę powinienem przeznaczyć na sygnały, oraz zasilanie, a druga na masę i ewentualne mostki ??

    0
  • Pomocny post
    #8 03 Sty 2012 10:37
    Ostry23
    Poziom 18  

    goldi74 napisał:
    Masy powinny być rozdzielone i połączone ze sobą tylko w głównym punkcie zasilania.


    Nie musi tak być, poza tym takie jednozdaniowe wyjaśnienie nie pokazuje pełnego obrazu sytuacji.
    Henry W. Ott, guru EMC, pisał o tym wielokrotnie, np. tu:
    Link
    oraz tu:
    Link

    Rzeczywiście, można dzielić masy, ale wszystko zależy od aplikacji. Jeśli ta analogówka nie zawiera pomiarów wielkości fizycznych, które potem są podawane na przetwornik ADC, oraz jeśli nie ma żadnych połączeń sygnałów analogowych z cyfrowymi (trochę niewdzięczne sformułowanie, przyznaję), to jak najbardziej można dzielić masy i robić topologię gwiazdy z punktem centralnym przy kondensatorze filtrującym zasilanie zaraz za stabilizatorem czy przetwornicą.
    Ale jeśli mamy do czynienia z pomiarami np. napięć i te napięcia są potem podawane na ADC, to NIE NALEŻY łączyć mas przy głównym punkcie zasilania, który leży zawsze w pewnym oddaleniu od ADC.

    Kluczem do zrozumienia wszystkiego jest pojęcie powrotu prądu (drugi z podanych przeze mnie pdf'ów) - każdemu sygnałowi należy zapewnić jak najbliżej zlokalizowany powrót - gdy nasza masa jest prowadzona planem, plane ten powinien być jak najbardziej ciągły pod całą długością ścieżki prowadzącej dany sygnał.
    Ponadto, co bardzo ważne, nie należy prowadzić w poprzek sygnałów analogowych sygnałów cyfrowych, przy czym wbrew temu co niektórzy myślą, nie tyle istotna jest częstotliwość tych sygnałów, co ich czasy narastania i opadania - to one decydują o paśmie zakłóceń generowanych w momencie przełączania danego sygnału cyfrowego.

    Podsumowując w dużym skrócie - jeśli pod ścieżkami oraz wzdłuż ścieżek sygnałów analogowych nie prowadzimy sygnałów cyfrowych, a masa pod analogówką jest ciągła aż do odbiornika (ADC lub innego układu), to wszystko powinno być OK i masy nie muszą być rozdzielane. Prądy powrotne sygnałów wracają najkrótszą drogą (ta zależy od częstotliwości, dla w.cz. będzie to powierzchnia masy leżąca bezpośrednio pod ścieżką a nie najkrótsza linia prosta łącząca wyjście sygnału z wejściem odbiornika) - jeśli na drodze powrotów tych prądów nie płyną prądy powrotne innych sygnałów, wszystko jest ok. I to jest klucz do poprawnego layoutu płyt mixed-signal, nie dzielenie płaszczyzn mas.
    Henry W. Ott podaje w artykule ciekawy przykład tego jak bardzo można sobie zaszkodzić niepotrzebnym dzieleniem mas. Długo można by o tym pisać, w każdym razie artykuły wyjaśniają więcej. Polecam zresztą całą stronkę Otta oraz książkę "Szumy i zakłócenia w aparaturze elektronicznej".

    0