AGND- und DGND-Verbindung mit Flash-ADC, völlig ratlos

Die ganze Sache mit der Trennung der Grundstücke ist eine häufige Quelle für Missverständnisse und Cargo-Kult-Engineering. Mit Ausnahme von Geräten, die speziell für die Isolierung ausgelegt sind (IE, digitale Isolatoren, Trennverstärker), sind alle Massestifte eines ICs, unabhängig davon, wie sie gekennzeichnet sind, wirklich dieselbe Masse. Sie sind unterschiedlich gekennzeichnet, weil sie die Erdströme für verschiedene Teile des ICs führen, so dass im Fall eines ADC die AGND-Pins Erdströme vom analogen Abschnitt und die digitalen Erdungspins Erdströme vom digitalen Abschnitt führen. Ebenso können Sie bei Leistungsgeräten wie Verstärkern „Power Ground“ und „Signal Ground“ haben, was Ihnen einfach sagt, dass einige Pins große Ströme von der Leistungsstufe führen, während andere Pins nur die viel niedrigeren Ströme führen, die im Frontend verwendet werden.

Der Grund dafür, dass sich der AGnd / DGnd-Verbindungspunkt in Ihrem Diagramm direkt am ADC befindet, besteht darin, dass die beiden Pins wirklich auf demselben Potenzial liegen müssen. Wenn Sie einen langen Weg zwischen dem DGND des ADC zu einem weit entfernten Sternerdungspunkt und dann einen langen Weg zurück durch die analoge Masseebene zum AGND-Pin des ADC haben, besteht die Möglichkeit, dass zwischen den beiden Pins eine Potenzialdifferenz auftritt kann zu störenden oder schädigenden Strömen führen, die zwischen den analogen und digitalen Teilen des ICs fließen.

In Ihrem Beitrag ist natürlich eine größere Frage impliziert, warum und wie Sie die analogen und digitalen Gründe zunächst insgesamt trennen sollten. Im Allgemeinen, auch wenn dies gegen die vorherrschende Weisheit vieler App-Notizen verstößt, sind Sie in den meisten Fällen besser dran, die analogen und digitalen Grundebenen nicht zu trennen. Stattdessen sollten Sie die analogen und digitalen Abschnitte sorgfältig durch Komponentenplatzierung trennen und Ihr Layout sorgfältig entwerfen, um den Pfad der Masserückströme zu steuern und ihre Auswirkungen auf empfindliche Subsysteme zu minimieren. Die ersten paar Antworten auf diese Frage enthalten weitere Informationen, und es gibt einige andere verwandte Fragen, die wahrscheinlich einen Blick wert sind.

GELÖST!!

Jetzt werde ich wahrscheinlich einige Meinungsverschiedenheiten über diese Antwort bekommen, aber verstehe, dass dies erprobt und nachweislich funktioniert hat. Auch dies gilt für FLASH ADC , es ist möglicherweise nicht für andere ADC-Typen anwendbar.

Also hatte ich die gesamte Schaltung auf einem Steckbrett. Ich weiß, dass Steckbretter schrecklich sind und eine super hohe Induktivität usw. haben, aber ich musste die Schaltung beweisen, bevor ich Leiterplatten bestellte, die nicht funktionieren. Ich habe einen 8-Bit-ADC (~ 20 mV / Bit-Auflösung) verwendet. Das ist nicht supergenau, sollte auf einem Steckbrett erreichbar sein.

Die letzten 2-3 Bits hörten nicht auf zu schwingen . Das sind über 60 mV Rauschen. Ich habe alles versucht, um es loszuwerden:

• Filtern des analogen Signals eine Tonne
• an den Entkopplungskappen herumfummeln
• Hinzufügen von Kappen auf den Schienen
• Verbinden von AGND und DGND direkt am ADC
• Hinzufügen von Erdungsrückleitungen für die ADC-Eingänge

Keines dieser Dinge machte überhaupt einen Unterschied.

Was es behoben hat , war die AC-Kopplung der ADC-Analogeingänge (AIN, REF+, REF-) mit DGND direkt an der Pin-Verbindung mit Kondensatoren

Siehe Abbildung unten. Es war Tag und Nacht Unterschied, es funktionierte perfekt. Ich überprüfe alles, um sicher zu sein, dass dies die Lösung war.

Meine Theorie ist, dass sich die Komparatoreingänge im Flash auf das verrauschte DGND beziehen. was bedeutet, dass der Eingangsruhestrom ständig schwankt. Sie verlassen sich also im Wesentlichen auf die analoge Seite, um stabile Werte aufrechtzuerhalten, wenn die Last mit hoher Geschwindigkeit oszilliert, was kein großartiges Szenario ist. Dies ist besonders schwierig, wenn Sie ein Steckbrett mit langen Rückwegen verwenden ...

Wenn AIN AC-gekoppelt mit DGND sowie REF+ und REF- ist, können die analogen DC-Werte auf dem verrauschten DGND reiten, sodass die Flash-Komparatoren ein schönes sauberes Signal sehen.