Separando la GND digital de la GND analógica

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Estoy conectando el fotoprotector CdS y el ADC (MCP3204) al RPi. Y MCP tiene DGND y AGND.

Estoy a punto de conectar ambas GND a la GND en el GPIO de RPi, ingenuamente.

¿Es eso problemático si quiero leer el valor de ADC a la velocidad máxima? Di ... 100kSps.

¿DEBO usar GND por separado para cada uno de ellos? Si no puede ser, poner un capacitor o un diodo puede mitigar algunos riesgos potenciales?

    
pregunta Jeon

3 respuestas

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Creo que no hay una respuesta definitiva aquí y deberías considerar cada una y elegir la mejor de todas.

¿Por qué? Esto es común, cuando se habla de bucles terrestres, corrientes de retorno o simplemente una conexión a tierra adecuada para obtener toneladas de respuestas que llegan a conclusiones completamente diferentes. Todos ellos tienen buenos argumentos técnicos. Todos explicarán que lo han hecho más o menos miles de veces y que resolvió el problema todo el tiempo ... Bueno, probablemente tienen razón y esto es cierto.

BUT

La conexión a tierra adecuada depende de la aplicación. Las buenas prácticas en diseño analógico son desastrosas en alta velocidad digital. RF grounind no tiene nada que ver con la conexión a tierra de CC de alta potencia. Luego viene el argumento de las cuestiones de seguridad en tierra (Tierra) y ESD / EMC / EMI. Por ejemplo, hay un buen libro sobre el tema "Ingeniería de Compatibilidad Electromagnética" de Henry Ott, que es muy bueno. Pero bien en qué? El libro está orientado a EMC / EMI. No aborda (o al menos no a fondo) la conexión a tierra adecuada para el audio, por ejemplo.

Esto no responde solo a tu problema, pero combinado con la otra respuesta que obtendrás, puede ayudarte un poco.

Para contribuir más a la respuesta final, diría que: ¿Qué define si su solución es correcta o no? En su caso, es si la cantidad de ruido que recibe en la entrada de su ADC, relativa a AGND en el pin de ADC , es inferior a la resolución de ese ADC. Por lo tanto, necesitamos saber la amplitud de su señal de entrada y el requisito en términos de ruido.

    
respondido por el Blup1980
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Tiene que haber una ruta actual desde GND en el convertidor hasta GND en el controlador. Sin embargo, los pines AGND y DGND en el convertidor deben estar conectados entre sí (consulte enlace ) . Si el ruido puede ser un problema, entonces puede colocar un cordón de ferrita o un filtro LC. Definitivamente no use un diodo.

    
respondido por el alex.forencich
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Por lo general, los IC recomiendan usar GND separadas para analógicos y digitales debido a que los bucles de tierra son causados principalmente por transitorios de alta frecuencia. Cuando las señales digitales cambian de 0 a 1, hay un pico de corriente a medida que la fuente de alimentación reacciona a esta mayor demanda de corriente. Esto no es un problema demasiado grande para los circuitos digitales porque los niveles lógicos para señales de dígitos tienen una gran tolerancia incorporada (+ 0.5V sigue siendo un 0 digital, por ejemplo). Pero para los dispositivos analógicos es un problema importante, especialmente con un ADC donde la diferencia de + 0.5V en una señal analógica es GRANDE. Lo que entonces recomendamos es usar 'Conexión a tierra estelar'. Este es un artículo bastante bueno que explica la base de estrellas. Esencialmente, usted conecta todos sus terrenos en 1 ubicación centralizada. Y este es un buen artículo sobre la conexión a tierra en general, que también toca a la estrella puesta a tierra.

Simplemente conecte los dos pines de tierra separados (AGND y DGND) en un solo punto, como el pin de tierra analógico en el GPIO del RPi. El documento vinculado por Alex Forencich, establece que si realiza una conexión a tierra en estrella, hágalo lo más cerca posible de los suministros para mejorar el rendimiento del ruido en el lado analógico.

Un condensador solo limitará la CC, pero el ruido del lado digital será de alta frecuencia. Si es necesario, puedes lanzar una cuenta de ferrita, pero asegúrate de conocer los efectos primero. Creo que me he referido a este documento unos pocos veces.

    
respondido por el DubbleBubble

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