Когда у вас есть датчик с аналоговым выходом на одной плате и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) на другой плате, как лучше всего соединить их вместе? Например, если у вас есть несимметричный сигнал, следует ли скрутить этот сигнал с проводом GND в межплатном кабеле? Если это дифференциальный сигнал, следует ли скрутить сигналы + и - вместе в межплатном кабеле? Или сигналы + и - должны быть скручены с проводом GND в межплатном кабеле? Каковы передовые практики/эмпирические правила/рекомендации в этой области для достижения наилучших результатов? Если ответ «это зависит», то от чего это зависит и каков процесс принятия решений для определения правильного подхода в данном контексте?
Очевидно (?) Первый приз — это интеграция датчиков и АЦП на одной печатной плате, наличие надежной опорной плоскости GND и дисциплина маршрутизации для разделения аналоговых и цифровых доменов, если это возможно. Но я ориентируюсь на случаи, когда это невозможно сделать.
Я предполагаю, что мы говорим о сигналах с частотой менее нескольких кГц. В однотактном случае я бы скрутил заземляющий провод с сигналом. В дифференциале я бы крутил + и - одни без земли, как вы и сказали.
Как вы обусловливаете сигнал, нужно задать несколько вопросов. Если:
Я бы немедленно подал сигнал в инструментальный усилитель, чтобы заполнить полосу АЦП наполовину, и отправил бы сигнал через дифференциальную пару с интегральной микросхемой драйвера линии. С другой стороны, разностный усилитель может разбалансировать сигнал и сделать его несимметричным для преобразования, в дюйме от АЦП. Преобразование обратно в несимметричный заполнит диапазон АЦП.
Если:
Я бы по-прежнему пропускал сигнал в инструментальный усилитель и заполнял диапазон АЦП, но посылал сигнал непосредственно на АЦП, несимметричный. Если шума не так много и платы расположены близко друг к другу, нет необходимости в системе подавления синфазных помех с высоким уровнем помех.
Если амплитуда сигнала уже превышала несколько сотен милливольт, может даже не понадобиться инструментальный усилитель. Это было сделано для того, чтобы очень слабые сигналы не попадали в шумовой порог.
Я всегда беспокоился о шуме источника питания или токе, разделяющем путь с сигналами между двумя платами. Я ответил на недавний аналогичный вопрос таким же образом, но это было связано с цифровыми последовательными ссылками.
В любом случае, если одна печатная плата подает питание на другую плату и особенно если на любой из печатных плат используются импульсные источники питания, вам необходимо избегать того, чтобы токи блока питания делились по тем же проводам, что и сигналы. С этой целью я хотел бы видеть дифференциальный усилитель на конце АЦП, и, конечно же, в предыдущем ответе упоминался инструментальный усилитель, и это лучшая конфигурация для этой работы. Это в основном предотвращает силовые токи, пытающиеся пройти по сигнальным проводам.
Витая пара между двумя платами тоже для сигнала. Но все зависит от того насколько малы сигналы и если малы (или восприимчивы) то нужна экранированная витая пара.
Мэтт Янг
викатку