Я уже давно задавался вопросом, является ли хорошей практикой при соединении двух плат вместе (питающихся от одного источника питания, хотя каждая имеет свой собственный регулятор) отправлять заземление вместе с цифровыми соединениями.
Например, у меня была плата, содержащая микроконтроллер AVR atmega (управляющий внешним АЦП), подключенный напрямую к преобразователю FTDI USB в последовательный порт. Это сработало хорошо. Теперь я разделяю платы на плату АЦП с компонентами микро+АЦП и плату, содержащую только микросхему FTDI. Разъемы на этих платах представляют собой винтовые клеммы, и я собираюсь использовать контакты SIP для соединения клемм вместе вместо провода. Это обеспечивает минимальное расстояние , которое должен пройти логический сигнал 8 между платами. Время нарастания этих сигналов порядка нс и работает на частоте 1 МГц.
Вопрос, который у меня возникает, заключается в том, является ли хорошей практикой добавлять больше контактов для заземления между платами. Я понимаю, что предоставление каждому цифровому контакту собственного контакта заземления уменьшит связь между контактами и обеспечит лучшие пути возврата на землю. Тем не менее, это увеличит количество выводов. Кроме того, я беспокоюсь, что это будет отражать шум между досками.
Раньше при прокладке проводов между другими платами у меня между ними была емкостная связь. Поэтому я пытаюсь найти стандартную практику для такой ситуации.
Заранее спасибо, М
На самом деле почти обязательно прокладывать по крайней мере один заземляющий провод на каждый кабель, даже если этот заземляющий провод не нужен по причинам электропитания! Некоторые кабели имеют много заземляющих проводов, и нередко можно увидеть столько же заземляющих проводов, сколько сигнальных проводов в одном кабеле.
Причиной этого является целостность сигнала (SI), которая представляет собой большую область электротехники, включающую электромагнитные помехи, электростатические разряды, радиочастотные излучения и другие. Это включает в себя возможность отправлять сигнал из точки А в точку Б с минимальными искажениями и шумами, насколько это возможно, без излучения радиоэнергии, сбора радиоэнергии или сбора разрядов статического электричества (что похоже на радиоэнергию).
Вся тема SI огромна и выходит далеко за рамки того, что я могу здесь осветить, но позвольте мне кратко рассказать о двух темах SI: обратном пути сигнала переменного тока и области петли.
Когда вы отправляете сигнал из точки A в точку B, независимо от того, находятся ли они на одной плате или на разных платах, этот сигнал должен вернуться обратно в точку A. Обычно это делается по проводам питания или заземления. Путь, по которому проходит этот обратный сигнал, называется обратным путем сигнала переменного тока. Контроль этого обратного пути очень важен для SI, и мы делаем много вещей, чтобы контролировать его. Мы делаем такие вещи, как управление импедансом дорожки печатной платы (или провода кабеля). Ставим на печатную плату развязывающие колпачки (также называемые колпачками обхода сигнала!). И, конечно же, в наши кабели мы вставляем заземляющие провода.
Область петли — это просто область, которую занимает наша сигнальная петля. Из точки A в точку B и обратно в точку A. Чем меньше площадь этой петли, тем меньше будет искажаться наш сигнал и тем меньше шума мы будем излучать и/или принимать. Чтобы уменьшить площадь этой петли, мы используем многослойные печатные платы с плоскостями питания и заземления. Мы используем кабели с витой парой, в которых провод заземления скручен с сигнальным проводом. Мы используем несколько проводов питания и/или заземления в одном кабеле.
Теперь представьте себе вашу установку с двумя печатными платами, взаимодействующими друг с другом, но без заземляющего провода непосредственно между этими печатными платами. Сигнал с печатной платы A поступает на печатную плату B, затем к источнику питания по проводу GND, а затем обратно к печатной плате A. В зависимости от точной конфигурации кабелей площадь контура может составлять квадратный фут или больше! Но если печатная плата имеет заземляющий слой, а кабели имеют заземляющий провод, то площадь контура может составлять всего 1% от этого (около 1,5 квадратных дюймов).
Опять же, я слишком упростил это, но я уверен, что вы поняли идею. СИ — это огромный и сложный предмет, в котором с трудом разбираются даже «специалисты», занимающиеся этим более 10 лет. Но держись, и со временем у тебя все получится!
Кенни
Мэтт
Кенни
Мэтт
Кенни
Крис Стрэттон