Аналоговая земля, AVCC, AGND и извечный вопрос откуда и куда идет шум ), На примере платы с MEGA8A Опции

[sigmaN]

С Новым Годом, друзья!
Пока пьющие товарищи отходят от похмелья, я размышляю о высоком - об аналогово-цифровом преобразовании сигналов ))

Вопросов несколько.
1: У MEGA8 есть пин GND рядом с AVCC и VREF, однако он не обозначен как AGND... Следует ли его подключить к аналоговой земле или нет?
В даташите есть картинка, но я не понял нарисованное там заземление идет на Analog ground plane или Analog ground plane просто в нижнем слое?
Сейчас соединил этот пин с цифровой землей, но не уверен правильно ли сделал, кажется что нет....

2: Если в устройстве есть аналоговая земля, то фильтрующий конденсатор(С6) с ноги AVCC следует подключить к ней или к общей земле?
В первом случае аналоговая земля вроде как зашумляется тем, что проходит через конденсатор, а во втором наверное шум грязной земли проникнет в AVCC через этот конденсатор.
Подключил к аналоговой.

Немного картинок для конкретики. Плата однослойная для домашнего изготовления, так что в ней есть некоторые специфические отличия вроде больших виа и падов и маленьких отверстий(так сверлить удобнее) ну и там компоненты друг на друга налазят - это тоже осознанно, запаяется ).

Ну и вообще может кто что скажет по плате?
Тут главное это 4 аналоговых входа J1 - J4 и семисегментный индикатор на 4 цифры в левой части платы. R19 - перемычка между аналоговой землей и общей.

[kovigor]

Сейчас соединил этот пин с цифровой землей, но не уверен правильно ли сделал, кажется что нет....

Если в устройстве есть аналоговая земля, то фильтрующий конденсатор(С6) с ноги AVCC следует подключить к ней или к общей земле?

1. Аналоговая и цифровая земли должны быть соединены в одной точке (а не быть впаянными в один и тот же общий земляной полигон !).
2. К аналоговой земле, конечно же ...

[sigmaN]

Немножко не понял замечания по поводу одной точки... У меня вроде как раз соединены в точке куда подходит провод земли к плате( это место J7). Резистор R19 это перемычка между землями(оловом заплавлю). Больше нигде эти земли не соединяются.

Основной вопрос это подключать ли обозначенный стрелкой 1 пин GND самого микроконтроллера к аналоговой земле или нет? Сейчас он на равне с другими подключен к цифровой земле.
В связи с тем что он не подписан как AGND меня терзают смутные сомнения....

[kovigor]

Немножко не понял замечания по поводу одной точки...

http://www.atmel.com/images/atmel-2521-avr...note_avr042.pdf
А еще поищите схемы отладочных плат на этом МК, там и герберы должны быть ...

[sigmaN]

Хм... я эти хардвэр консидирэйшнз вдоль и поперек читал же.

Даже цитату могу сходу оттуда привести

If a separate analog ground (AGND) is present, the analog ground should be separated from the
digital ground, - so that the analog and digital grounds are only connected at one point, - the origin of the GND i.e. at the power supply GND.

Вот у меня J7 это the origin of the GND правильно же? Соединяются они тоже в одной точке.... Я честно до сих пор не понимаю что не так то??

Или вы хотите сказать, что именно the analog and digital grounds are only connected at one point и означает, что подключать GND пин к аналоговой земле не стоит ибо это нарушит это правило?
Вот я по поводу чего и сомневаюсь же....

Белым помазана агалоговая земля, синим - обычная. И перемычка между ними одна единственная же......

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Plain]

R19 убрать, C6 и C7 повернуть и соединить с выводом 21 и другими их выводами стремящимися к нулю длинами. Но вообще, если у платы есть второй слой, то причина такого его тунеядства непонятна.

[kovigor]

Белым помазана агалоговая земля, синим - обычная. И перемычка между ними одна единственная же......

Все правильно вы сделали, но, насколько я помню, это соединение лучше выполнить поближе к МК, в идеале - прямо у него под корпусом (для QFP или MLF).

А вот еще интересная статья:
http://www.elart.narod.ru/articles/article29/article29.htm

[sigmaN]

Поближе к МК....
Но ведь....

so that the analog and digital grounds are only connected at one point, - the origin of the GND i.e. at the power supply GND.

Статью по последней ссылке пока не видел... изучаю.....

[kovigor]

Статью по последней ссылке пока не видел... изучаю.....

А вообще, я где-то читал, что на самом кристалле AVR нет настоящего разделения на аналоговую и цифровую земли. Очень возможно, что именно из-за этого на УГО этих МК нет ножки AGND, но есть ножка GND, подозрительно близко расположенная к AVCC и AREF. Если это правда, то тогда наши разделения земель на ПП трудно назвать особенно эффективными.
Точный ответ, конечно же, можно запросить у ATMEL'овской техподдержки, но вот ответят ли они на такой вопрос ?

[sigmaN]

Второго слоя у платы нет(это перемычки которые будут на плате сделаны вторым слоем).
R19 это перемычка, которую я просто припоем заплавлю. Сделал именно резистор чтобы разделить цепи GND и AGND и альтиум мог подсказыывать что куда. Наверно стоит назвать его JP1 )

[=AK=]

If a separate analog ground (AGND) is present, the analog ground should be separated from the
digital ground, - so that the analog and digital grounds are only connected at one point, - the origin of the GND i.e. at the power supply GND.

Вот у меня J7 это the origin of the GND правильно же? Соединяются они тоже в одной точке.... Я честно до сих пор не понимаю что не так то??

В рекомендации на английском - ошибка, я ее выделил жирным шрифтом. Аналоговая и цифровая земли должны соединяться в одной точке. Но эта точка не обязана быть точкой, куда подключена земля источника питания, это ошибка.

В старых схемах, где аналоговые и цифровые сигналы обрабaтывались поотдельности специализированными аналоговыми и цифровыми микросхемами, точку соединения аналоговой и цифровой земли можно было задать где угодно. При этом самой логичной точкой соединения земель, действительно, была точка, куда подключалась земля питания.

Сейчас в большинстве применений аналоговый тракт является по сути входной цепью, в нем сигнал идет только до тех пор, пока не будет преобразован в цифру. Поэтому наиболее логичной точкой объединения земель является аналого-цифровой преобразователь. А уж в случае, когда АЦП встроен в мелкоконтроллер, который не имеет раздельных аналогговых и цифровых земель, иной точки объединения земель просто и быть не может.

[kovigor]

А уж в случае, когда АЦП встроен в мелкоконтроллер, который не имеет раздельных аналогговых и цифровых земель, иной точки объединения земель просто и быть не может.

Т.е., как можно ближе к МК, а в идеале - прямо под ним ?

[Plain]

Я так и посоветовал выше — даже без учёта петли до выв.21, автор нарушил требования к установке блокировочных конденсаторов (C6 и C7) — сейчас они фактически отсутствуют.

[_4afc_]

В данной схеме переживания по поводу аналоговых земель и блокировочных конденсаторов излишни.
Вы же не нановольты измеряете на фоне амперных потребителей.
Главное усреднить показания.

Здесь скорее важно сопротивление линии земли и значение тока по ней идущего.
Т.е. если у вас дорожка земли от МК до ИП будет иметь сопротивление 0.1 Ом и по ней потечёт ток до 100мА на индикатор, то земля МК (и АЦП) будет прыгать на 10мВ.
Это справедливо даже в случае правильной разводки платы, но общего длинного провода земли к ней от ИП.

PS: С вашей разводкой - хорошо, что у вас нет резонатора на плате для МК...

[V_G]

Главное усреднить показания.

Вообще-то даже при измерении постоянной составляющей требуется соблюдать условия теоремы Котельникова: помеховые/шумовые компоненты с гармониками частоты усреднения уведут результат.

Здесь скорее важно сопротивление линии земли и значение тока по ней идущего.
Т.е. если у вас дорожка земли от МК до ИП будет иметь сопротивление 0.1 Ом и по ней потечёт ток до 100мА на индикатор, то земля МК (и АЦП) будет прыгать на 10мВ.

Это смотря относительно какой земли приходит на вход АЦП аналоговый сигнал. Общее правило: токи аналоговой и цифровой земли не должны идти по одному пути. Здесь помогает дифференциальная схемотехника, когда по земле сигнальные токи не идут.