Frage:
ADC / Datenerfassungskarte - allgemeine Layoutfrage
KarlKarlsom
2019-11-21 17:38:32 UTC
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Für eines meiner aktuellen Projekte entwerfe ich eine kleine Datenerfassungskarte. Derzeit bin ich mir jedoch nicht sicher, wie das Board insgesamt aufgebaut ist.

Hier sind 2 mögliche Varianten, die ich mir ausgedacht habe. Zunächst ist die Position der Steckverbinder aufgrund mechanischer Einschränkungen für diese Positionen erforderlich. enter image description here

Meine Frage bezieht sich tatsächlich auf die Position des I2C-Expanders und seine Position. Die LEDs, die es ansteuert, müssen sich zur Sichtbarkeit in dieser Position befinden. Der I2C-Expander muss über die digitale Versorgung mit Strom versorgt werden. Der Zustand der LEDs ändert sich während der Datenerfassung nicht und auch der I2C-Bus muss während der Erfassung keine Daten übertragen.

Hier sind meine Fragen:

  1. Welches der beiden Layouts ist in Bezug auf EMI / Strahlungsemissionen besser?
  2. Für den Fall, dass sich der LED-Zustand während der Erfassung nicht ändert, muss ich aufgrund der konstanten LED-Ströme / I2C-Expander-Ruheströme weitere negative Auswirkungen auf den ADC erwarten?
  3. Wenn 1 und 2 nicht optimal sind, was habe ich verpasst und wie könnte ich es besser arrangieren?
  4. Wäre es für Fall 2 besser, die GND auf einer Seite der Erstellung einer Schleife mit der analogen Ebene in der Mitte nicht verbunden zu lassen? enter image description here
  5. ol>

    Der ADC, den ich verwenden möchte, ist ein ADS8881 - Produktseite - Datenblatt

    Die MCU, die ich verwenden möchte, ist eine STM32F103 - Produktseite

Erinnert mich an diese Videos: https://www.youtube.com/watch?v=ImkvsQEY6OY, aber Sie sind diesem Level wahrscheinlich schon weit voraus.
Eigentlich kenne ich das von vor ein paar Jahren :).Vielleicht sind meine Bilder ein bisschen davon inspiriert.
Hier werden weitere Daten benötigt.Sprechen wir über einen GHz-Prozessor mit 24-Bit-ADCs oder einen 10-MHz-Prozessor mit 8-Bit-ADCs?Was ist die Mindestfrequenz von Interesse?Im Allgemeinen werden geteilte Ebenen heutzutage nicht empfohlen, da sie mitschwingen und parasitäre Patchantennen bilden können.Lesen Sie dies: https://incompliancemag.com/article/introduction-to-em-engineering/
Irgendwo in der Mitte.Ich hätte das erwähnen sollen.Es ist eine ADS8881 - 1MSPS / 18bit Auflösung.Was die MCU betrifft, plane ich mit einem STM32F103
Zwei antworten:
Nedd
2019-11-21 20:11:02 UTC
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1) Anfangs ist Routing-Diagramm 2 das bessere von beiden.

2) Es ist immer am besten zu vermeiden, digitale Leitungen (oder deren Bodenrückflüsse) in der Nähe oder über ADC-Leitungen zu verlegen, selbst wenn sie als konstant oder langsam angesehen werden. Selbst auf stabilen digitalen Leitungen kann es häufig zu moderaten digitalen Rauschpegeln kommen.

3) Ziehen Sie in Betracht, den IO-Expander direkt gegen die MCU zu bewegen, um die Länge der Hochgeschwindigkeitsspuren zu verringern.

Eine Verbreiterung der Trennlinien zwischen den beiden Masseebenen würde die digitalen und analogen Signale besser isolieren und die mögliche Rauschübertragung verringern.

Wenn es sich bei der digitalen Versorgung um einen Umschalter handelt, sollten Sie sie weiter von den analogen Versorgungskomponenten entfernen.

Sie könnten sogar versuchen, die analoge Masse bis zum Hauptstromeingangspunkt oder den Filterkomponenten der analogen Versorgung getrennt zu halten. Verbinden Sie die beiden Erdungen nur an einem Punkt.

Um die Strahlungsemissionen zu minimieren, reduzieren Sie die Länge und Schleifengröße aller Hochgeschwindigkeitssignale. Minimieren Sie die Anzahl der scharfen Winkel in Spuren mit Hochgeschwindigkeitssignalen.

Wenn Sie die analogen Eingangsleitungen kurz und direkt halten, können Sie das Rauschen reduzieren. Dies kann jedoch ein Kompromiss sein, wenn der ADC eine serielle Schnittstelle (mit längeren Hochgeschwindigkeitsleitungen) verwendet.

4) Nein.

JonRB
2019-11-23 16:06:11 UTC
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Warum nicht Komponenten neu positionieren, um das Leben zu erleichtern? Positionieren Sie die Komponenten so, dass die Rückströme die analogen oder digitalen Domänen nicht kreuzen.

Ein Fluss wie unten würde sicherstellen, dass das digitale Rauschen in den analogen Bereich auf ein Minimum beschränkt wird.Eine geeignete Platzierung von Ferritperlen und 10nF-Kondensatoren hilft.

enter image description here

Guter Punkt / gute Idee.aktuelly das könnte funktionieren.Lassen Sie mich noch einige Details überprüfen
Entschuldigung, es hat etwas länger gedauert, es zu überprüfen.Eigentlich funktioniert das perfekt.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 4.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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