Tapas de desacoplamiento del carril de alimentación para circuitos analógicos

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Primero que nada, la terminología que estoy usando podría ser completa basura, todavía estoy aprendiendo

Tengo una tarjeta de señal mixta para medir señales biológicas. La placa de 4 capas tendrá un plano de tierra dividido, tierra analógica y tierra principal (para un microcontrolador, tarjeta SD, sensores adicionales, etc.), estrella conectada a los pines de alimentación a través de una perla de ferrita. Las versiones anteriores (que no diseñé) han tenido problemas significativos con el ruido.

¿Deberían los circuitos analógicos (en su mayoría amplificadores operacionales, etc.) tener condensadores de desacoplamiento adicionales cerca de los chips físicos, además de las tapas en las salidas de la CC / CC y la bomba de carga que los están alimentando? similar a la imagen de abajo.

Suponiendo que debería tener las tapas de desacoplamiento, ¿qué tamaño y por qué? El DC-DC y la bomba de carga están en el rango de 100s de KHz a unos pocos MHz, mientras que las señales analógicas que nos interesan son menores a 100Hz, centradas alrededor de 10Hz

Finalmente, todos los componentes son paquetes Imperial 0805 (por conveniencia, aún prototipos). Los op-amps son 0PA2277 (pregunta adicional: ¿es mejor usar OPA4277, con 4 op-amps por paquete en lugar de 2, en términos de rendimiento de ruido?).

    
pregunta Mauvai

1 respuesta

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Todos los componentes activos deben tener condensadores de desacoplamiento. Los trazados de PCB entre su parte y su fuente de energía actúan como resistencias parásitas e inductores, y si no desacopla sus circuitos integrados, entonces sus requisitos de energía cambian rápidamente, por ejemplo, cuando intentan cambiar su señal de salida en respuesta a algo. - los requisitos de alimentación cambiantes provocarán una caída de voltaje y un exceso de corriente debido a los largos trazados de PCB. Un capacitor de desacoplamiento cercano elimina ese ruido de alta frecuencia al proporcionar esos picos a corto plazo a nivel local.

Los condensadores de 0.1uF son un valor predeterminado razonable para el desacoplamiento; Si su dispositivo puede tener requisitos de consumo de energía particularmente grandes, debe agregar un condensador de 1uF o mayor en paralelo.

Con respecto a la conexión a tierra, encontrará muchos consejos contradictorios sobre esto en Internet. Los planos de tierra divididos son a menudo menos simples y más problemáticos de lo que podría suponer, porque las corrientes de retorno prefieren fluir en el plano de referencia debajo de la traza de señal. Si alguno de sus rastros cruza la división en el plano de tierra, forzará que la corriente se desvíe alrededor de la división en el plano de tierra, causando mucho más ruido del que podría haber eliminado al dividir el plano de tierra en primer lugar. p>

Este artículo proporciona una excelente descripción de por qué debería considerar el uso de un solo plano de tierra combinado con un enrutamiento cuidadoso.

    
respondido por el Nick Johnson

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