Заземление для защиты от электромагнитных помех и целостности сигнала — многоплатная конструкция со светодиодной матрицей

Я хотел бы реализовать схему светодиодной матрицы, подобную этой , где светодиодная матрица, заключенная в синие точки, будет на отдельной печатной плате, чем остальная часть схемы.

введите описание изображения здесь

Поскольку это будет многоплатная конструкция, я не понимаю, следует ли прокладывать линии заземления между матричной платой и основной платой для защиты от электромагнитных помех и целостности сигнала, как очень хорошо подсказывают ответы здесь и здесь .

Если платы вообще не имеют общей земли, то обратные пути будут протекать непосредственно между сдвиговыми регистрами и микроконтроллером в плоскости заземления основной платы (а не матричной платы). Что, конечно, не остановит работу системы, но создаст огромные токовые петли.

Вопросы:

1) Является ли очень высокоскоростное мультиплексирование светодиодов в массиве «высокочастотным» с точки зрения его токов, чтобы обратные токи выбирали путь с наименьшим сопротивлением под строками и столбцами?

2) Должна ли быть добавлена ​​дорожка заземления для каждого сигнала (в данном случае для каждой строки или для каждого столбца) в разъемах между матричной платой и основной платой?

Спасибо

РЕДАКТИРОВАТЬ: Дизайн будет скорректирован таким образом, что вместо сдвигового регистра будут использоваться два мультиплексора для переключения между строками и столбцами и выбора определенного светодиода. Вероятно ADG704 из-за низкого Ton=20ns. Надеюсь, это проясняет, в каком диапазоне частот я ожидаю, что система будет работать.

«... Если платы вообще не имеют общей земли ...» - GND на U1 и GND на MCU1, конечно, общие? Если нет, это не сработает.
@ Oliver mcu1 и u1 имеют точки соприкосновения, да, они на одной доске. Но сигнал заземления не передается на матричную плату.
Нужно ли это проходить нормативные требования? Что вы имеете в виду под высокой скоростью?
Привет, @laptop2d, под высокой скоростью я подразумеваю, что микроконтроллер будет синхронизировать регистр сдвига как можно быстрее, и, как следствие, ток в разных столбцах или строках будет очень быстро переходить от 0 до 3,3 В. (на данный момент не знаю о конкретных частотах, но предположим, что они как можно выше). Регуляторный вы имеете в виду LDO? Основная плата (MCU + сдвиговый регистр) питается от LDO 3,3 В.
Под «Нормативными» он имеет в виду юридические нормативные требования к ЭМС (электромагнитной совместимости) и т. д. Есть ли какая-то особая причина, по которой вы мультиплексируете «как можно быстрее»? Обычно > 120 Гц устранит любое визуальное мерцание, не так ли?
@ Транзистор, ооо, понятно. Нет, на данный момент нет, хотя я хотел бы разработать дизайн для EMC, как будто это пройдет.
А причина "как можно быстрее"? (Возможно, вы пропустили редактирование моего предыдущего комментария.)

Ответы (1)

1) Является ли очень высокоскоростное мультиплексирование светодиодов в массиве «высокочастотным» с точки зрения его токов, чтобы обратные токи выбирали путь с наименьшим сопротивлением под строками и столбцами?

Во-первых, Uno может переключаться на частоте примерно 30 МГц (с вызовом функции, если вы исключите вызовы функций, он может работать быстрее). Это приближается к области высоких частот, поскольку емкость и индуктивность будут ограничивать время нарастания сигнала. Это зависит от того, как он подключен, и чем лучше у вас будет обратный путь к земле (за счет минимизации индуктивности), тем лучше время нарастания и сигнализация, которую вы получите. Я ожидаю, что эта установка с перемычкой будет похожа на индуктивность макета и больше похожа на макс. 10 МГц. При переходе на частоты выше 30-50 МГц становится необходимой линия передачи и твердая земляная пластина под ней (или дифференциальная сигнализация).

На самом деле, глядя на 74HC595, максимальная скорость, которую он может поддерживать, составляет 5 МГц, так что это будет ограничителем вашей конструкции, я не думаю, что паразитные схемы повлияют на вас.

2) Должна ли быть добавлена ​​дорожка заземления для каждого сигнала (в данном случае для каждой строки или столбца) в разъемах между платой матрицы и основной платой?

Наверное, не нужно на 5Mhz. На что следует обратить внимание, так это на обратный путь заземления к истоку 74HC595, убедитесь, что заземление надежное (менее 100 мОм) на проводке. Убедитесь, что сдвиговый регистр имеет хороший фильтрующий колпачок.

Спасибо за ответ. Я, вероятно, поменяю регистр сдвига на более быстрый мультиплексор с временем нарастания около 20 нс, а также буду использовать STM32F4, поэтому я определенно превысю 30 МГц. Что касается вашего второго пункта, да, я постараюсь, чтобы наземный самолет был как можно более непрерывным. ПОЧЕМУ вы подчеркнули важность того, чтобы проводка была менее 100 мОм при сдвиговом регистре?
Потому что при больших токах переключения вы можете получить синфазный шум. Если бы кабель был, скажем, 2 Ом и 5 мА x 8 = 40 мА, то с несколькими светодиодами он мог бы создать небольшую разницу в яркости для всех.
Заземление для защиты от электромагнитных помех и целостности сигнала — многоплатная конструкция со светодиодной матрицей
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v