Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla 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?

30 Gru 2011 12:23 1803 7
  • 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.
  • Poziom 43  
    Masy powinny być rozdzielone i połączone ze sobą tylko w głównym punkcie zasilania.
  • Specjalista - Mikrokontrolery
  • Poziom 31  
    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 :-)
  • 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.
  • 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 ??
  • Pomocny post
    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".