Объединение "чистой" и "грязной" земель Опции

[Pavel V.]

Разрабатываю устройство, которое будет эксплуатироваться в автомобиле (в автобусе). Бортовая сеть имеет напряжение 24 В.

Контроллер - MSP430F2618.

Питание схемы осуществляется через DC/DC преобразователь с широким диапазоном входного напряжения (10-36 В). Поскольку контроллер должен считывать показания аналоговых датчиков, необходимо объединить землю устройства и бортовую землю. Вопрос в том - как грамотно это сделать?

Понятно, что разводить их надо отдельно и объединять где-то в одной точке. Может быть какой-то фильтр надо поставить между ними? Как обычно решается такая задача?

Если для дискретных входов/выходов вопрос легко решается опторазвязкой, для аналогового сигнала это сделать сложно.

Еще интересно как решается вопрос защиты дискретных и аналоговых входов.

На мой взгляд достаточно резистора + стабилитрона (Vстаб = Vcc) на землю. Понимаю, что стабилитрон будет вносить искажения в аналоговый сигнал, но вопрос особой точности не стоит, так что на это можно смело закрыть глаза.

Вход бортового питания вижу следующим образом:

Диод Шоттки -> Дроссель (100 мГн) -> Супрессор (39 В) -> Керам. конденсатор -> DC/DC

Правильно ли я все написал?

Заранее спасибо!

[Pavel V.]

Спасибо за обсуждение! Пока остановлюсь на варианте, предложенном =АК=, с двумя диодами. Кстати, вопрос - к какому питанию подключать диоды - к "грязному" или "чистому"?

И по поводу преобразователя MAX5035 - работал кто-нибудь с ним?

[gte]

Спасибо за обсуждение! Пока остановлюсь на варианте, предложенном =АК=, с двумя диодами. Кстати, вопрос - к какому питанию подключать диоды - к "грязному" или "чистому"?

К грязному, если сможете выдержать допуск по допустимому напряжению на входах.

В этом, кстати, еще одно преимущество диодов над стабилитронами.

Нет никакого преимущества. Зачем садить стабилитрон на каждый вход? Достаточно один на группу + диоды.

[Pavel V.]

К грязному, если сможете выдержать допуск по допустимому напряжению на входах.

У меня порты рассчитаны на 3.3В, поэтому верхний диод должен быть посажен на +3.3В. В принципе, можно устроить локальное "грязное" питание. А с землей не понятно.. Что-то я совсем запутался.

Нет никакого преимущества. Зачем садить стабилитрон на каждый вход? Достаточно один на группу + диоды.

А не могли бы Вы набросать схему такого подключения?

[gte]

У меня порты рассчитаны на 3.3В, поэтому верхний диод должен быть посажен на +3.3В. В принципе, можно устроить локальное "грязное" питание. А с землей не понятно.. Что-то я совсем запутался.
А не могли бы Вы набросать схему такого подключения?

Так стабилитрон и образует это грязное питание. Берете подходящий стабилитрон, запитываете его минимальным током от подходящего питания на него пускаете верхний защитный диод входа, нижний диод на землю. В итоге пути у помехи минимальны и не прыгает питание. Обратите внимание, что если входы контроллера толерантны к 5В, то требования к стабилитрону менее жесткие.

[=AK=]

У меня порты рассчитаны на 3.3В, поэтому верхний диод должен быть посажен на +3.3В. В принципе, можно устроить локальное "грязное" питание. А с землей не понятно..

В вопросах помехоустойчивости очень не советую рассматривать питание как нечто, принципиально отличающееся от земли. Считайте, что питание и земля - это одно и то же, поскольку по переменному току они образуют единую землю. Две "сетки" проводников (проводники земли и проводники питания) объединены воедино при помощи развязывающих конденсаторов. ВЧ помеха распространяется по этой объединенной сетке как по одному целому, не различая земли и питания. Для помехи и то и другое - "земля".

Исходя из этого, статья на Сахаре вообще не рассматривает питание отдельно. Там рассматривается только "обобщенная" земля, что включает и в себя все цепи питания, смещения, и т.п., все цепи, связанные с "настоящей" землей по ВЧ через кондеры.

Так стабилитрон и образует это грязное питание. Берете подходящий стабилитрон, запитываете его минимальным током от подходящего питания на него пускаете верхний защитный диод входа, нижний диод на землю.

У стабилитронов большой разброс напряжений между экземплярами. У стабилитронов высокое дифф. сопротивление. Поэтому при использовании стабилитрона трудно гарантировать надежную защиту, особенно при низких напряжениях.

Если рассуждать "на пальцах", то все выглядит просто. А когда попробуете рассчитать схему, то убедитесь, что защита на стабилитронах работает вовсе не так красиво, как кажется с первого взгляда.

В итоге пути у помехи минимальны и не прыгает питание.

Если "прыжок" питания не выходит за пределы предельно допустимого, то вреда от него нет. Наоборот, этот "прыжок" в определенном смысле предохраняет пин от выхода из строя, иначе встроенный защитный диод (который с пина на питание) будет перегружен по току и может сдохнуть. И даже если он не сдохнет, то питание все равно "прыгнет" - за счет тока, прошедшего через него.