ruta de retorno de corriente larga en la topología en estrella de la conexión a tierra?

Usted dice que está tratando de lograr un 'terreno corto'.

La intención es buena, pero estás un poco confundido con lo que deberías intentar lograr y por qué.

La provisión de tierra es ligeramente diferente para la potencia y para las señales.

Con una señal de conexión a tierra, debe intentar obtener baja inductancia de la ruta de señal . Eso significa una pequeña área de bucle entre sus líneas de señal y su tierra, lo que generalmente significa que las señales se ejecutan y su tierra juntos.

Con una conexión a tierra, la mayoría de la gente piensa que lo importante es obtener una caída de voltaje baja cuando su placa consume corriente. Si bien esto es importante, es bastante fácil de hacer. Lo que a menudo es más importante, especialmente cuando se trata de señales analógicas, es asegurarse de que cuando una placa extraiga corriente, ninguna de esa corriente pase a través de la tierra de otra placa para desarrollar un voltaje a través de su impedancia de tierra y crear una señal falsa. la junta de la víctima.

Un capacitor de fuente de alimentación grande a través de la entrada de cada placa ayudará a aislar los pulsos de corriente que cada placa toma entre sí, ya que el pulso se obtendrá del capacitor, no a través de los cables de alimentación. En general, la corriente de suministro de estado estable no es un problema.

Hay varias opciones.

a) Mantén lo que tienes, y probablemente funcionará de todos modos. I2C tiene una inmunidad al ruido bastante alta.

b) Abraza completamente el concepto de terreno estelar con la misma topología. Ejecute la línea de 3.3v y las líneas de I2C con sus terrenos hasta la fuente de alimentación.

c) Como la placa MCU es la fuente de varias señales, podría ser más claro tomar la conexión a tierra de la MCU como el punto estrella. La PSU, por lo tanto, alimenta la placa MCU en dos cables paralelos. La MCU suministra alimentación y señales directamente a la placa de LED en cables paralelos.

Si tiene altas corrientes de CC, habrá caídas constantes de voltaje en el cableado A TIERRA.

Si tiene altas corrientes de CA, un condensador grande local puede promediar las variaciones, convirtiendo la carga de CA I en una demanda de CC de la fuente de alimentación.

Las corrientes de CA causan campos magnéticos variables y producen voltajes inducidos en todos los bucles de su sistema; todo se vuelve ruidoso

Las corrientes de CC no inducen voltajes, por lo tanto, los condensadores grandes son valiosos para producir un sistema silencioso eléctricamente (excelente SNR, excelente número efectivo de bits).

Su handshaking digital tendrá cierta inmunidad al ruido (¿grande?), tal vez 0,2 voltios de 2,5 voltios logic1 - logic0. Si las caídas de voltaje de CC en el cableado de GND son 0.2 voltios o menos, debe tener un sistema robusto.

Pero esto no tiene en cuenta los voltajes transitorios generados por las corrientes transitorias y la inductancia de su cableado GND o de los planos GND.

Así para un sistema robusto: 1) use condensadores grandes en cada módulo, para almacenar mucha carga y suministrar esa carga a las cargas transitorias locales 2) use inductores amortiguados entre el sistema de alimentación y cada módulo en el cableado VDD, para aislar el condensador grande de cada módulo de los otros condensadores grandes, para garantizar que cada módulo solo pueda extraer sus demandas de corriente transitoria del condensador grande local 3) tenga un cableado GND de baja inductancia, o un plano GND de "plano posterior", y ejecute su cableado rápido, con las señales digitales entre módulos, sobre ese plano o adyacente al cableado GND

Si necesita sistemas de alta ENOB (como los cuantos ADC de 1 microVolt referidos a entrada), entonces el diseño cuidadoso del sistema GND se convierte en su responsabilidad.

Piensa en esto

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}