Conexión a tierra multitarjeta en alta frecuencia

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¿Cómo se puede evitar el bucle de tierra al conectar dos sistemas con la misma tierra? Esto sucede en una PC con un cable SATA o una tarjeta PCIe con un cable de alimentación separado.

Mi sistema

  • Placa: Tengo dos PCB cada una con un plano de tierra. La placa # 1 está alimentada por una batería. ya través de la tarjeta # 1, la batería está conectada a la tarjeta # 2 a través de dos cables (batería V + y V-).
  • Reciever: Reciever es WF111 , un módulo wifi que funciona a 50MHz con SDIO
  • Transmisor: el transmisor es ZYNQ-7000 un procesador Cortex A9
  • Energía: el procesador funciona con LDO # 1 (simplificado) y WF111 a través de LDO # 2 (nuevamente simplificado).
  • Señal: la señal entre el transmisor y el receptor conectado con un cable FFC entre dos tarjetas.

Pregunta

Enviargndparalarutaderetornoactualcomosesugiere aquí , creará un gran bucle de tierra y actuará como una gran antena. Entonces, ¿qué sugieres?

    
pregunta pazel1374

2 respuestas

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Sí, debe tener conductores a tierra en el FFC para proporcionar una ruta de retorno para las señales. Conecte la conexión a tierra del cable a la conexión a tierra de la placa, que también debe ser la conexión a tierra de su señal. Esto es reducir el bucle, no empeorarlo. En este tipo de configuración, es común conectar el plano de tierra de cada placa a un chasis de metal común.

    
respondido por el EE_socal
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Las corrientes de retorno de alta frecuencia siguen el camino de menor impedancia. Cuando las líneas de su SDIO se alternan, causan un flujo de corriente de alta frecuencia a medida que cargan la puerta de lo que sea que las reciba. Debe aparecer una corriente de retorno correspondiente (ya que acaba de cargar un condensador) y tomará el camino de menor inductancia de vuelta al controlador. La tasa de borde de una interfaz SDIO de 50MHz significa que tiene armónicos en el rango de > 1GHz. Estas no son señales de baja frecuencia que pasan por su cable SDIO. Si solo tiene conexiones a tierra por donde las tiene en su diagrama, acaba de hacer un bucle gigantesco y hará que sus líneas digitales tengan un timbre inductivo (posiblemente significativo) ya que la inductancia de toda la ruta de la señal (que incluye la señal dirigiéndose al receptor y la corriente de retorno correspondiente que regresa al remitente tendrá ahora una gran inductancia. Para empeorar las cosas, ese gran bucle ahora llevará esos armónicos > 1 GHz y, en lugar de evitar la creación de una antena que capta señales parásitas, acaba de hacer un radiador (la señal sale sobre FFC, el retorno regresa sobre una potencia lejana cable: Loop).

Una buena regla general para el diseño digital es tener una línea de tierra para cada línea de señal digital (o usar señalización diferencial) y luego colocar cada tierra junto a un único cable de señal (1 tierra por señal) para minimizar el bucle general zona.

En cuanto a las corrientes de tierra, se trata de una cuestión de frecuencia. ¿Qué corrientes de retorno fluirán sobre su cable de alimentación? Los de baja frecuencia y de CC (siempre que mantenga la resistencia de la serie de CC más pequeña que la conexión a tierra en su cable, lo que no debería ser difícil, ya que debería usar un cable de calibre grueso). ¿Qué corrientes de retorno fluirán sobre el cable FFC? Los de alta frecuencia que corresponden a la conmutación de sus líneas SDIO. Desea proporcionar rutas terrestres para todas las frecuencias en su tablero, de lo contrario seguramente hará bucles.

Puedes mitigar tu preocupación de otras dos formas:

  • Proteja sus circuitos de RF de alta sensibilidad por separado. Los circuitos de RF de muy alta frecuencia a veces van tan lejos como para tener un bloque de aluminio molido que se asienta en la PCB alrededor de las partes sensibles.
  • Usa una gran caja de metal y cúbrelo todo. Haga que su antena wifi sobresalga utilizando uno de esos conectores de RF de montaje en panel.
  • Mueva el cable de alimentación físicamente cerca del cable de datos. ¿Has mirado el pinout de PCI Express? La potencia y los datos están separados posiblemente por varias pulgadas, dependiendo de la longitud de la PCB. Pero, hay rastros constantes en todo el camino. También sugiero ver el esquema de conexión a tierra recomendado de CompactPCI Express si tiene acceso a esa especificación, ya que le brindará algunas sugerencias sobre cómo los sistemas industriales con estrictos requisitos de inmunidad y emisiones tratan este problema de múltiples áreas.
respondido por el Los Frijoles

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