Инструменты пользователя

Инструменты сайта


doc:scheme:dgnd_agnd

Соединение цифровой и аналоговой земли

Если необходимо чтобы микроконтроллер измерял аналоговые сигналы с хорошей точностью, то на вход AUcc подается отдельное стабилизированное питание. Обычно его получают с помощью фильтра от цифрового питания Ucc.

Микроконтроллер потребляет импульсами, т.к. при каждом переключении фронтов цифровых сигналов протекают динамические токи, которые вносят помехи по цепям питания и земли. Наличие конденсаторов в цепях питания позволяет сгладить эти импульсы и оградить остальную часть схемы от большинства помех. Конденсаторы по этой причине рекомендуется устанавливать максимально близко к выводам Ucc. Причем, ближе к входу Ucc подключается керамический конденсатор маленькой емкости, чтобы фильтровать высокочастотные импульсы. Далее ставится конденсатор большей емкости для сглаживания более низкочастотных импульсов. В спецификации на микроконтроллеры номиналы этих конденсаторов обычно составляют 0,1мкФ и 22мкФ соответственно. Конденсаторы должны быть установлены на каждый вывод питания микросхемы, поскольку с каждого вывода идут просадки по питанию, которые конденсаторы будут гасить.

По факту, на демоплатах (например 1986ВЕ1Т) используется по три конденсатора - 1000пФ, 0,1мкФ и 3мкФ. Соответственно, конденсатор емкостью 1000пФ устанавливается ближе всего к входу Ucc и гасит еще более высокочастотные всплески, чем конденсатор на 0,1мкФ.

Несмотря на наличие конденсаторов, фронты переключения сигналов содержат высокочастотные составляющие, которые проходят через эти фильтры. Цифровые сигналы, проходя по плате, также вносят свои помехи. Наличие цифровой части на плате сильно влияет на аналоговые цепи, в частности на шумы аналоговых сигналов измеряемых АЦП. Для избежания влияния цифровой части на аналоговую и повышения точности измеряемых сигналов необходимо:

  1. Отдельное стабильное питание AUcc.
  2. Отдельная аналоговая земля AGnd.
  3. Полигоны цифровой земли (DGnd) и аналоговой (AGnd) не должны пересекаться (находясь в разных слоях).
  4. Земли DGnd и AGnd должны соединяться в одной точке, которая располагается под микросхемой рядом с выводом AGnd. Эта точка называется системным нулем и относительно этой точки, звездой, разводятся трассы аналоговой земли к высокоточным датчикам.
  5. Цифровые возвратные токи не должны проходить через аналоговую землю. (Поэтому системный ноль лучше располагать именно под микросхемой.)

Цифровая земля часто называется "грязной", а аналоговая "чистой". Чтобы в P-CAD было удобней работать с разными землями, они называются в программе разными сигналами, которые соединяются через нулевой резистор (R0). При редактировании редактор выделяет только одну цепь земли и позволяет работать с ней независимо от второй. Иначе это была бы одна цепь и при трассировке с ней было бы сложно работать.

Дополнительную информацию можно найти в сети, например:

doc/scheme/dgnd_agnd.txt · Последние изменения: 2019/02/05 15:15 — vasco