Conexión a tierra del sistema y conexión a tierra de suministro mixto

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Estoy intentando crear un prototipo de este marcador de curva ( enlace ) principalmente siguiendo el diseño original , pero modificándolo para que se ajuste a mis propios requisitos (conexión serie a PC en lugar de osciloscopio, etc.). Antes me habían picado los problemas de conexión a tierra con circuitos de medición, así que pensé que primero compartiría esto con la comunidad para evitar cualquier problema importante.

Aquí hay un diagrama de componentes de alto nivel que muestra mi plan hasta ahora (haga clic para ampliar).

Cadacajadecomponenterepresentaunaplacadecircuitopotencial.Estoyplaneandousarunacombinacióndestripboardyplanodecobre(Manhattan)paralastablas.Eldiagramaesunpocodesordenado,peroesencialmentehayunesfuerzoporsepararloanalógicodelodigital,consuministrosseparadosyunaestrelladefondo.HeintentadoseguirlasmejoresprácticasconrespectoalaplacadeseñalmixtaquecontieneelADC,peronoestoysegurodequeestéahítodavíaytengounapreguntaespecífica(vermásabajo).Elprincipalproblemaalquemeenfrentoesquealgunoscomponentescomoelgeneradordepasosusansuministrostantoanalógicoscomodigitales.Elgeneradordepasosestácompuestoporungeneradordeimpulsosyuncontador(ambosalimentadosdesdelafuentedigitalde5V)quealimentaunaseriedetransistoresquetienenlafuenteanalógicaatravésdelauniónCE.

Aquíhayunfragmentodelgeneradordepasosparareferencia:

Por lo tanto, mis preguntas son:

1) Con respecto a los componentes que utilizan suministros digitales y analógicos (como el generador de pasos), ¿cuál es el enfoque de mejores prácticas para la conexión a tierra? Parece difícil en este caso evitar que la señal TTL de 5 V en la base del transistor contamine la fuente analógica.

2) Con respecto a la tarjeta ADC de señal mixta. Después de investigar un poco, parece que el consejo es alimentar el ADC utilizando la fuente analógica. Dado que el ADC requiere un suministro de 5V, ¿significa esto que necesitaré otro regulador para crear 5V desde el riel analógico de + 12V?

    
pregunta Buck8pe

2 respuestas

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Tener un solo terreno. Divida la placa a dominios (digital, analógico, tal vez algo más) y coloque los componentes en consecuencia. Aquellos que tienen varios suministros estarán entonces en los límites entre dominios. De esta manera, ninguna corriente cruzará esos límites, por lo que no tendrá que separar los terrenos. Compruebe qué suministros requerirán un plano separado (aquellos con muchas conexiones) otros pueden enrutarse con trazas amplias en las capas superior o de señal.

Agregue la red del chasis en el contorno de la placa y desvíe la conexión a tierra con capacitores. Dos condensadores (0.1uF y 10uF) cerca de cada tornillo. Así que con cerramiento metálico todos esos puntos quedarán muy silenciosos.

Mi impresión es que, en términos de suministros, su tablero es bastante común.

    
respondido por el Gregory Kornblum
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Bien, se trata de romper el bucle de tierra con el optoacoplador. Espero que el boceto sea lo suficientemente claro. La recomendación es muy general por un lado y no cubre todos los sistemas por el otro.

Entonces, en esta imagen puede ver dos casos del mismo sistema: tres dispositivos, primero tiene una fuente de alimentación y se la proporciona a los otros dos. La tierra se pasa en el cable con potencia y señal. Además, el dispositivo más a la derecha envía una señal al dispositivo que está más a la izquierda, y el terreno también está allí. La razón de esto es que para la integridad de la señal y el comportamiento sano de EMI, necesita una ruta de retorno a la señal. Es una discusión separada sobre por qué lo necesita, así que por ahora confíe en mí.

Lo que sucede es que hay dos rutas de retorno para el actual (verde y naranja) y es malo por muchas razones. Lo más simple es que el cable inferior puede no estar clasificado para la corriente de la fuente de alimentación y solo el fusible. El motivo más complejo, pero también más peligroso, es que el sistema EMI con dos rutas de retorno emitirá EMI y sufrirá otros EMI (por ejemplo, una vez vi que el sistema se apagaba cuando se escuchaba el teléfono).

Así que hay una manera de frenar este bucle de tierra: aislamiento óptico (u otro). De esta manera las corrientes de suministro solo irán en una dirección. Mire el caso B: la señal se transfiere a través de una barrera, por lo que la información pasa, mientras que la corriente no lo hace. Tenga en cuenta que la parte aislada requiere poder por sí misma, y aún viene con la corriente, pero en ese caso es solo una ruta de retorno.

    
respondido por el Gregory Kornblum

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