Forum: Platinen Trennung zwischen Analog und Digital


von Tomyplussahne (Gast)


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Nabend,

ich tüftel gerade an einer Schaltung zur Auswertung eines Typ-K 
Thermoelements herum. Das Thermoelement wird hierbei an einem AD8495 
angeschlossen welcher dann 5mV/°C an den ADC meines Atmega48 schickt. An 
diesem liegt eine Ref.Spannung von 4,096V an und der soll dann ganz 
primitiv ein paar Leds ansteuern.

Soweit so gut...

Jetzt bin ich leider total ahnungslos, wie sehr da die Trennung zwischen 
Analog- und Digitalteil von Bedeutung ist und wie ich das am besten 
umsetze. Das ganze soll übrigends in einem Fahrzeug (keine STVO) 
betrieben werden.

Ich bin jetzt zumindest schon mal soweit, dass ich analoge und digitale 
Masse getrennt voneinander geroutet habe. Bloß an welcher Stelle 
verbinde ich die beiden Masseflächen jetzt miteinander und welche 
Maßnahmen (Filter in den Versorungsleitungen, Extra Spannungsregler für 
AVCC usw. ?) sind noch erforderlich und sinnvoll?


Wäre super, wenn ihr mir da ein paar Tipps geben könntet!

Gruß,
Thomas

: Verschoben durch User
von Cyblord -. (cyblord)


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Tomyplussahne schrieb:
> Ich bin jetzt zumindest schon mal soweit, dass ich analoge und digitale
> Masse getrennt voneinander geroutet habe. Bloß an welcher Stelle
> verbinde ich die beiden Masseflächen jetzt miteinander

Am AD Wandler.

von Kein Name (Gast)


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Wenn du mit englischen Beschreibungen klar kommst -

nach MT-031 googeln.

von Jean P. (fubu1000)


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cyblord ---- schrieb:
> Am AD Wandler
Naja, ich würde wenn man die die Masse getrennt haben will, eher am 
Ausgangskondensator des Spannungsreglers Sternförmig verlegen. Meiner 
Erfahrung nach zumindest!

Tomyplussahne schrieb:
> Bloß an welcher Stelle
> verbinde ich die beiden Masseflächen jetzt miteinander und welche
> Maßnahmen (Filter in den Versorungsleitungen, Extra Spannungsregler für
> AVCC usw. ?) sind noch erforderlich und sinnvoll?
Ups, Masseflächen?
Wenn du ne WIRKLICHE Masse Lage hast, dann trenn sie nicht!
2-lagig, 4-lagig ..... ????

Wenn das wirklich ne Massefläche ist, dann trenn sie nicht, sondern 
entstör die VCC des IC's. Also Widerstand und Kondensator oder L und C.
Klingt erst bissl paradox ich weiss, da man ja mit der Masse, bzw VCC 
Fläche, ein Niederohmige Fläche(Zuleitung) haben will. Aber die 
Entstörung deines IC's und die Abstrahlung ist damit besser.

Zeig uns doch mal dein Layout, dann kann man dir sicher bessere Tipps 
geben.
Und ich glaube dieses Posting ist besser in Unterforum "Platinen" 
aufgehoben!
55

von Tomyplussahne (Gast)


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Danke erstmal für die Antworten. Ich habe das hier reingestellt, da es 
mir nicht nur um das Layout sondern erstmal auch Schaltungsmäßig darum 
geht was ich noch vorsehen sollte. Ich habe Schaltung und Layout jetzt 
mal hier angehängt (beides noch unfertig!).

Meine Platine ist nur 2-Seitig und ich habe keine extra Masselagen 
sondern nur die üblichen Massepolygone, die sich zwischen den Bauteilen 
"durchschlängeln". Das Ganze ist eher zum Heimätzen "optimiert" mit 
wenigen Vias.

Jetzt nochmal etwas konkreter:

1. - Wie erzeuge ich am besten mein AVCC? Brauche ich dafür einen extra 
AVCC-Spannungsregler oder langt es wenn ich meine AVCC Bahn Sternförmig 
vom Spannungsregler wegroute.

2. - Sollte ich LC Filter vor jedem AVCC Eingang vorsehen oder langt ein 
LC-Filter für das komplette AVCC?

3. - Wo verbinde ich die beiden Massen miteinander? (Erzeugt man nicht 
eine Masseschleife wenn man die Masseflächen am ADC verbindet?)

4. - Was ist sonst noch zu tun?


Gruß,
Thomas

von Jörn P. (jonnyp)


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1. AVCC an VCC über LC-Filter
2. ?
3. Das problem ist schon "gelöst". Der Mega48 etc. hat keinen AGND, 
sondern nur GND.
4. Datenblatt lesen ;-)

von Tomyplussahne (Gast)


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2. Mein AD8495 und die Referenzspannungsquelle werden ja auch mit AVCC 
versorgt. Soll ich jetzt 3 LC Filter vorsehen oder langt einer nach dem 
Spannungsregler?

3. Argh!!... Das kommt davon wenn man sich blind auf die Symbole bei 
Eagle verlässt. Danke für den Hinweis.

4. Wird gemacht. Gab es nicht auch mal irgendwo so ein PDF von Atmel 
über das Platinenlayout?


Also verbinde ich einfach alle GNDs in meiner Schaltung mit einer 
Massefläche oder route ich die Analogen GNDs trotzdem seperat zu meinem 
Massepunkt am Spannungsregler (oder am Atmega?)?

Sorry für die bescheurten Fragen aber ich kenne mich damit nicht gut aus 
und will, dass die Schaltung später auch ohne Störungen funktioniert.

Gruß,
Thomas

von Jörn P. (jonnyp)


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Ich bin da mit dem gnd bei einem Mega32 auf die Schnauze gefallen. 
Glücklicherweise war es erst ein protobord.
Der LC-Filter ist dicht am µC. Kommt aufs layout drauf an. Wenn alles 
beisammen liegt, langts einmal. Wenns am anderen Ende der Galaxis liegt 
ist es besser jeweils separat (Platz?). Ist ne Antwort wie Radio Eriwan 
;-)
"Standart" ist für einen Knoten GND/AGND der AD-Wandler, aber wenn das 
der
Mega macht...
Im Gesangbuch des Mega644 gibt es unter ADC ein Kapitel "analog noise 
cancelling techniques" mit einem Schema.

Tomyplussahne schrieb:
> Also verbinde ich einfach alle GNDs in meiner Schaltung mit einer
> Massefläche oder route ich die Analogen GNDs trotzdem seperat zu meinem
> Massepunkt am Spannungsregler (oder am Atmega?)?

Ich warne vor dem bequemen ratsnest und schon ist das gnd-problem 
gelöst. Kann man machen, ABER man muß dann genau checken, ob die 
Verbindung entsprechend breit ist und der gnd für einen Motortreiber 
nicht gerade von einer Verbindung unter einem 0603 hergestellt wird ;-) 
Ich route alle wichtigen gnd Verbindungen selbst.

von Tomyplussahne (Gast)


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Danke das bringt mich schonmal weiter. Meine 3 AVCC Eingänge liegen alle 
maximal 10mm auseinander. Ich nehme also nur 1 Spule für alles und vor 
jedem IC nochmal 100nF auf AGND.

Was meinst du mit:
Jörn Paschedag schrieb:
> aber wenn das
> der
> Mega macht...
?

Ich habe mal eine kleine Skizze gemacht, wie ich es jetzt machen würde. 
Ist das OK so?

Danke und Gruß,
Thomas

von Jörn P. (jonnyp)


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Tomyplussahne schrieb:
> Was meinst du mit:
> Jörn Paschedag schrieb:
>> aber wenn das
>> der
>> Mega macht...
> ?

Betrachte mal deine Zeichnung: Am pin 8 des Mega hast du GND. Am pin 22 
AGND, den es aber nicht gibt, sondern das ist auch GND. Somit ist der 
Knoten am Mega. Ich würde das Device in deine eigene library kopieren 
und den Pin 22 korrigieren (neuer Name = GND@2, genau so).Oder nimmst 
den von mir.
Ich sehe eigentlich keinen Grund für AGND, sofern alles gut abgeblockt 
ist. Eventunnel noch mit low ESR Elkos.
Da in der Zeichnung von Bordnetz die Rede ist, willst du es für ein 
Kfz??
Dann hast du ganz andere Probleme mit Störungen auf dem Bordnetz und du 
weißt, das die Spannung über 14V ist.

von Jens G. (jensig)


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So würde ich die Masse auch machen. Aber: der Analog-Abblock-C sollte 
dort anbinden, wo beide Massen verbunden sind. Sonst leitet der C 
Störströme über die gesamte Analogmasse zur Digitalmasse, wo ja auch die 
Signalmasse langgeht, und überlagert damit das Signal. Ich würde 
vielleicht sogar soweit gehen, diesem C eine extra-Masseleitung rüber 
zur Digitalmasse am "Übergabepunkt" (Masse des Atmel) zu spendieren. 
Damit ist zwar der OPV nicht in unmittelbarer Nähe abgeblock, aber wenn 
das alles nicht zu sehr auseinanderliegt, sollte es vielleicht kein 
Problem sein (vielleicht ein etwas kleinerer C direkt am OPV noch 
platzieren).

von Tomyplussahne (Gast)


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Jörn Paschedag schrieb:
> Da in der Zeichnung von Bordnetz die Rede ist, willst du es für ein
> Kfz??

Ja habe ich aber auch oben schon geschrieben. Das KFZ ist allerdings 
ohne Lichtmaschine. Es werden also nur Zündung und ein paar 
Gerätschaften aus einer Batterie versorgt.

Ich habe am Boardnetz-Eingang jetzt mal noch eine Spule vorgesehen. Die 
Schaltung kommt dann später in ein Alu-Gehäuse rein.

Jens G. schrieb:
> So würde ich die Masse auch machen. Aber: der Analog-Abblock-C sollte
> dort anbinden, wo beide Massen verbunden sind.........(vielleicht ein
> etwas kleinerer C direkt am OPV noch platzieren).

Habe probiert das mal umzusetzen, siehe angehängtes Bild. Die blaue Bahn 
unter dem Atmega verbindet die GND Pins. Oben nach der Spule der 
"Haupt-C" und an den IC's noch mal ein kleiner C (wobei der Rechte 
ziemlich abseits liegt...). Grün ist die 5mV/°C Leitung und Pink ist 
AREF. Leider gehen unter dem Analogteil ein paar Digitalleitungen 
entlang. Ich hoffe das ist nicht all zu schlimm.

Gruß,
Thomas

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