Подключение "земли" к корпусу, в аналогово-цифровых схемах Опции

[vitalic2963]

Здравствуйте, помогите начинающему разработчику разобраться с подключением "земли" к корпусу! Есть готовая аналого-цифровая схема (видеорегистратор), обе "земли" (цифровая и аналоговая) соединены "звездой" у разъема ввода питания. Вопрос - какую "землю" и в какой точке подключать к металлическому корпусу устройства? Спасибо!

[Andrey_1]

Здравствуйте, помогите начинающему разработчику разобраться с подключением "земли" к корпусу! Есть готовая аналого-цифровая схема (видеорегистратор), обе "земли" (цифровая и аналоговая) соединены "звездой" у разъема ввода питания. Вопрос - какую "землю" и в какой точке подключать к металлическому корпусу устройства? Спасибо!

аналоговую надо делать землей прибора - а цифровую развязать с аналоговой бидами (сиречь дроссели)

[vitalic2963]

аналоговую надо делать землей прибора - а цифровую развязать с аналоговой бидами (сиречь дроссели)

Т.е. корпус подключается к "аналоговой" земле? А в какой точке? У ввода видеосигнала или у стабилизатора аналоговой части? Допустимо ли объединение в нескольких точках (несколько крепежных винтов на плате) и не станет ли это причиной земляных "петель"? А зачем развязка, веди земли разведены звездой да и токи малые... Совсем запутался...

[Andrey_1]

Т.е. корпус подключается к "аналоговой" земле? А в какой точке? У ввода видеосигнала или у стабилизатора аналоговой части? Допустимо ли объединение в нескольких точках (несколько крепежных винтов на плате) и не станет ли это причиной земляных "петель"? А зачем развязка, веди земли разведены звездой да и токи малые... Совсем запутался...

Вообще-то рекомендуется свести все земляные точки (земля стабикизатора, вход сигнала) в одну точку на корпусе - земляная Мекка
Ну попробуйте объединить обе земли - цифру с аналогом. Потом расскажите что получилось.

Сообщение отредактировал Andrey_1 - Mar 21 2011, 03:27

[vitalic2963]

По ТЗ "земли" должны быть разделены. Неужели никто не сталкивался со столь простым вопросом? Ау, профи, отзовитесь!

[Oldring]

Ну попробуйте объединить обе земли - цифру с аналогом. Потом расскажите что получилось.

А вы сами пробовали?
Нормально получается. Если конутров нет.

В некоторых случаях земли разделять вообще недопустимо. Для некоторых микросхем с двумя землями, например. Могут защелкнуться. У меня был давно случай, когда на макетке АЦП защелкивалась в момент отключения питания. Земли были разведены двухмиллиметровым проводом, но раздельно, и соединены в одной точке на расстоянии порядка пяти сантиметров от кристалла. Помогла пара диодов Шоттки прямо между землями на АЦП.

Здравствуйте, помогите начинающему разработчику разобраться с подключением "земли" к корпусу! Есть готовая аналого-цифровая схема (видеорегистратор), обе "земли" (цифровая и аналоговая) соединены "звездой" у разъема ввода питания. Вопрос - какую "землю" и в какой точке подключать к металлическому корпусу устройства? Спасибо!

Входы аналоговых сигналов какие?

[vitalic2963]

Входы аналоговых сигналов какие?

Изолированные от шасси разъемы, видеовходы. А вот в подавляющем большинстве домашней техники, которую мне доводилось видеть, с землей бардак полный! Несколько винтов крепят плату к корпусу и на задней панели все разъемы (видео, аудио, ЮСБ и т.д.) между собой замкнуты этой же панелью! Как же так? Неужели так все пофиг разработчикам?

Сообщение отредактировал vitalic2963 - Mar 21 2011, 08:18

[Oldring]

Изолированные от шасси разъемы, видеовходы. А вот в подавляющем большинстве домашней техники, которую мне доводилось видеть, с землей бардак полный! Несколько винтов крепят плату к корпусу и на задней панели все разъемы (видео, аудио, ЮСБ и т.д.) между собой замкнуты этой же панелью! Как же так? Неужели так все пофиг разработчикам?

Если разъемы коаксиальные, они должны быть замкнуты на внешний металлический корпус и составлять с ним единое целое. Изолированные - это нехорошо. Если только не нужна действительно гальваническая развязка по входам, но и тогда нужно замыкать их по ВЧ на корпус явно. Чтобы внешний экран кабеля не звенел по отношению к корпусу.

В домашней технике совсем не бардак, а именно то, к чему должны стремиться и вы, чтобы избежать проблем с электромагнитной совместимостью вашего устройства.

[Andrey_1]

А вы сами пробовали?
Нормально получается. Если конутров нет.

Сам не пробовал но имел результат от лохов, которые в смешаном дизайне добились тогоб что блок-тона от работы Фурье лезли аккурат
на частотах 400 800 и 1200 Гц так что 16 бит динамического диапазона аудиокодека преаращались в 8 бит

Сообщение отредактировал Andrey_1 - Mar 21 2011, 09:12

[Oldring]

Сам не пробовал но имел результат от лохов, которые в смешаном дизайне добились тогоб что блок-тона от работы Фурье лезли аккурат
на частотах 400 800 и 1200 Гц так что 16 бит динамического диапазона аудиокодека преаращались в 8 бит

Не пробовали, но решили, что они лохи потому, что земли соединили?

[Andrey_1]

Не пробовали, но решили, что они лохи потому, что земли соединили?

Когда дизайн был переделан - земли разделены в соответствии с рекомендациями Application Note Analog Device for mixed PCB design
проблема перестала быть проблемой

ПС Тут без ортогональности роторов в волноводе с абсолютно проводящими стенками задачи Штурма-Лиувилля сведением
ядра уравнения Фредгольма к сумме ядер конечного ранга не разобраться
Оддрин Вы очень умный как сотрудник Майкрософта, вы может быть даже Стив Джобс от электроники на этом форуме
уважаемый Вы наш, но мне некогда отвечать на Ваш оффтоп

[Oldring]

Когда дизайн был переделан - земли разделены в соответствии с рекомендациями Application Note Analog Device for mixed PCB design
проблема перестала быть проблемой

ПС Тут без ортогональности роторов в волноводе с абсолютно проводящими стенками задачи Штурма-Лиувилля сведением
ядра уравнения Фредгольма к сумме ядер конечного ранга не разобраться
Оддрин Вы очень умный как сотрудник Майкрософта, вы может быть даже Стив Джобс от электроники на этом форуме
уважаемый Вы наш, но мне некогда отвечать на Ваш оффтоп

AN404? Посмотрите на рисунок 8. "Земли разделены" означает, что они соединены непосредственно под кристаллом. Без всяких дросселей. Так что вы тут ранее попытались обмануть окружающих, дав им вредный совет. И это - совсем не оффтоп.

[MaxPIC]

Здравствуйте, помогите начинающему разработчику разобраться с подключением "земли" к корпусу! Есть готовая аналого-цифровая схема (видеорегистратор), обе "земли" (цифровая и аналоговая) соединены "звездой" у разъема ввода питания. Вопрос - какую "землю" и в какой точке подключать к металлическому корпусу устройства? Спасибо!

С точки зрения ЭМС, рекомендуют: "Connect logic ground to the chassis (with a very low Z connection) in the I/O area. This is crucial!"(http://www.hottconsultants.com/pdf_files/pcb_guide.pdf). В вопросе не сказано, какой у Вас входной или выходной тип видеосигнала. Если цифровой, то в соответствии с рекомендациями - в месте подключения разъёма. Вообще я бы соединил экран кабеля у места подсоединения разъёма для видеосигнала, чтобы металлический корпус и экран кабеля представляли собой единое целое и уменьшили излучаемые помехи и чувствительность Вашей технической системы к внешним электромагнитным воздействиям. Вообще, рекомендую для выяснения таких вопросов пользоваться книгой Henry Ott "Electromagnetic Compatibility Engineering" (http://www.amazon.com/Electromagnetic-Compatibility-Engineering-Henry-Ott/dp/0470189304). В неё очень подробно рассмотрены эти вопросы, а автор - дока в этом вопросе.

[HFSSLer]

Если разъемы коаксиальные, они должны быть замкнуты на внешний металлический корпус и составлять с ним единое целое. Изолированные - это нехорошо. Если только не нужна действительно гальваническая развязка по входам, но и тогда нужно замыкать их по ВЧ на корпус явно. Чтобы внешний экран кабеля не звенел по отношению к корпусу.

Корпуса разные бывают, одно дело фрезерованное или литое шасси, другое - электрически плохо связанная железяка из множества частей. Многослойная печатная плата, часто более надежное "шасси" для аналоговых ВЧ сигналов, чем "сопливый" корпус. Например, "Инструментальные системы" в своих мезонинных аналоговых модулях для компьютеров почти нигде не делают коаксиальные разъемы единым целым с корпусом компьютера. Я сам несколько раз тестировал конструктив типа Еврокарты с ВЧ разъемами на передней панели. Если соединяешь гальванически разъемы с дюралевой передней панелью, то развязка между сигналами на сотнях МГц как правило ухудшается .

[vitalic2963]

Так, стоп... Давайте разбираться. Итак, мы имеем:

1. Сплошная заливка "землёй" - соединение с корпусом (шасси) в любой точке или точке, подобранной экспериментально. Возможно, в нескольких.
2. Разделённая "земля" - два источника питания. Объединение "земель" у АЦ или ЦА м\с. Шасси соединяем с аналоговой "землей в точке ввода-вывода сигнала.
3. Разделённая "земля" - один источник питания. Объединение "земель" источника питания. Шасси соединяем с аналоговой "землей в точке ввода-вывода сигнала.

Все верно, или есть какие-то замечания? Необходимо ли дополнительно подключать цифровую "землю" к корпусу через развязывающие по постоянному току конденсаторы?

[Oldring]

Так, стоп... Давайте разбираться. Итак, мы имеем:

1. Сплошная заливка "землёй" - соединение с корпусом (шасси) в любой точке или точке, подобранной экспериментально. Возможно, в нескольких.
2. Разделённая "земля" - два источника питания. Объединение "земель" у АЦ или ЦА м\с. Шасси соединяем с аналоговой "землей в точке ввода-вывода сигнала.
3. Разделённая "земля" - один источник питания. Объединение "земель" источника питания. Шасси соединяем с аналоговой "землей в точке ввода-вывода сигнала.

Все верно, или есть какие-то замечания? Необходимо ли дополнительно подключать цифровую "землю" к корпусу через развязывающие по постоянному току конденсаторы?

Существует две классические альтернативные рекомендации.

Первая, со времен аналоговой звукотехники - подключать экран к земле в одной точке, подобрав её расположение вручную. Вторая, идущая от высокочастотных схем - землить максимально по периметру платы в корпусе без дырок. Всё это связано с тем, что требования к экрану противоречивы, он должен выполнять несколько задач сразу, экранируя от внешних помех, не выпуская РЧ помехи изнутри корпуса от цифровых схем наружу и, при этом, не приводя к излишней связи между аналоговой и цифровой частями схемы.

Полезно представлять себе, как там бегают токи по экранам. Земли между аналогом и цифрой разрезают, чтобы возвратные токи цифровых схем не бегали мимо аналоговых компонентов. Земли делают сплошными, чтобы возвратные токи от паразитных емкостей бегали по ним по кратчайшему пути, к тому же, чем выше частоты, тем меньшие по размеру щели допустимы в эффективном экране. Соответственно, земление экрана в одной точке просто совершенно неэффективно для высококих частот.

Ну а правильный компромисс выбирать вам. Возможно, даже с разрезанием внутренности вашего устройства на независимые экранированные секции.

[ViKo]

Так, стоп... Давайте разбираться. Итак, мы имеем:

1. Сплошная заливка "землёй" - соединение с корпусом (шасси) в любой точке или точке, подобранной экспериментально. Возможно, в нескольких.
2. Разделённая "земля" - два источника питания. Объединение "земель" у АЦ или ЦА м\с. Шасси соединяем с аналоговой "землей в точке ввода-вывода сигнала.
3. Разделённая "земля" - один источник питания. Объединение "земель" источника питания. Шасси соединяем с аналоговой "землей в точке ввода-вывода сигнала.
Все верно, или есть какие-то замечания? Необходимо ли дополнительно подключать цифровую "землю" к корпусу через развязывающие по постоянному току конденсаторы?

Есть замечания.
Нужно учитывать два вопроса - земля питаний и земля сигналов.
Чтобы помехи по землям питаний не влияли друг на друга, эти земли желательно иметь раздельными. Тянуть каждую землю к своему питанию, или к общему, если источник питания один.
А чтобы сигналы хорошо передавались, нужно обеспечить качественное соединение земель между узлами. Обеспечить так называемый возвратный путь для сигнала.
Лично мне выход из этой проблемы видится в решении, как в п.1 - сплошной слой земли на многослойной плате, малое сопротивление земляных и питательных цепей от источника питания, прямые и короткие пути сигнала "туда" и "обратно" (по земле).

Цифровую землю к корпусу подключать - это если кабель питания плохой, так, что на нем помехи выделяются, и влияют на другие (аналоговые) узлы.

[andron86]

А что у Вас за земля на корпусе? А то если корпус - трактор - какой-нибудь, то как даст... и будет Вам FFT по полной. А вообще-то тема довольна спорная, индивидуальный подход нужен. http://articles.security-bridge.com/articles/16/11891/

[MaxPIC]

Здравствуйте, помогите начинающему разработчику разобраться с подключением "земли" к корпусу! Есть готовая аналого-цифровая схема (видеорегистратор), обе "земли" (цифровая и аналоговая) соединены "звездой" у разъема ввода питания. Вопрос - какую "землю" и в какой точке подключать к металлическому корпусу устройства? Спасибо!

Я давал Вам ссылку на книгу Генри Отта, на странице 131 есть параграф Chasis Grounds. Рекомендую ознакомиться. На мой взгляд, Вы должны подключить земли с разъёмов на полигон соответствующей земли, в зависимости от типа сигнала в разъёме. Если он аналоговый - подключайте к аналоговой земле. Если цифровой - то к цифровой. Если в устройстве есть и аналоговый и цифровой разъёмы, то каждый к соответствующей земле, только в этом случае образуется контур для высокочастотных цифровых помех, которые ухудшат характеристики аналоговой части. Для этого аналоговую и цифровую землю соедините через ферритовую бусинку (типа BLM от Murata), которая создаст импеданс для этих помех и уменьшит величину контурных токов. Далее, если корпус устройства токопроводящий и у пользователя есть доступ к токоведущим частям, то необходимо корпус подключить внутри прибора к защитному заземлению. К защитному заземлению извне прибор может подключаться либо через соответствующую вилку с земляным контактом, либо через отдельное винтовое соединение. Защитное заземление предназначено для защиты человека от поражения электрическим током. Если Вы применяете источник питания по первому классу электробезопасности, то у него на входе должны быть контакты N, L, P, где P - и есть защитное заземление, которое Вы присоединяете к корпусу своего прибора. Место присоединения - вопрос тонкий, но я бы подсоединил в области входных разъёмов для уменьшения импеданса для синфазной помехи. На выходе источника питания у Вас Vsource, GND. GND и P внутри источника питания не соединены. К GND у Вас будет присоединен полигон земли Вашей печатной платы.

[Alexashka]

Имхо всетаки не надо смешивать земли и экраны. Земля пусть выполняет свою функцию- проводник возвратного тока, а экран -свою. Экран однозначно сажаете на корпус, а земля его не касаясь проходит туда куда нужно- тудаже куда идет и сигнал. Можно взять симметричный экранированный кабель если критичен импеданс, или даже витую пару в экране.
И уже в целях электростатической защиты экран соединить цепочкой R и C с землей- я бы соединил с цифровой.
В этом случае дополнительной защитой (если экран/корпус не достаточно эффективен) еще можно поставить синфазный дроссель на входе/выходе платы.

ВОпрос же соединения А/Ц земель на плате- это уже вопрос конкретного агрегата.