Ich habe eine Frage zum PGA2311U (Datenblatt im Anhang):
Ich habe für ein Gerät eine separate Netzteil-Platine vorgesehen, auf
der ich die ganzen Spannungen generiere, mit gemeinsamer Masse, also 5V
für Digital, und +-5V für den Analogteil vom Chip.
Im Datenblatt Seite 12 ist aufgemalt, wie ich die Massen anschließen
soll: DGND und AGND an einem Punkt verbinden, 5V auf den Digitalteil und
+-5V auf den Analogteil führen. Aber da sind oben auch so Anschlüsse
gemalt für DGND und AGND - dann hätte ich doch eine Masseschleife gebaut
oder?
Also wenn ich mit je einer Masseleitung von der Netzteil-Platine nach
DGND und AGND gehe, und dann aber die beiden in der Nähe des Chips
verbinde, oder? wie macht man es richtig?
Hallo,
dodi schrieb:
> Ich habe eine Frage zum PGA2311U (Datenblatt im Anhang):>> Ich habe für ein Gerät eine separate Netzteil-Platine vorgesehen, auf> der ich die ganzen Spannungen generiere, mit gemeinsamer Masse, also 5V> für Digital, und +-5V für den Analogteil vom Chip.
Das ist dann ein Fehler.
> Im Datenblatt Seite 12 ist aufgemalt, wie ich die Massen anschließen> soll: DGND und AGND an einem Punkt verbinden, 5V auf den Digitalteil und> +-5V auf den Analogteil führen. Aber da sind oben auch so Anschlüsse> gemalt für DGND und AGND - dann hätte ich doch eine Masseschleife gebaut> oder?
AGND und DGND nur am IC verbinden, Netzteile sind getrennt.
> Also wenn ich mit je einer Masseleitung von der Netzteil-Platine nach> DGND und AGND gehe, und dann aber die beiden in der Nähe des Chips> verbinde, oder? wie macht man es richtig?
Probieren, wenn Du das Netzteil nicht ändern kannst...
Gruß aus Berlin
Michael
Warum ist eine Netzteilplatine ein Fehler? Da wird ein 12V Akku
angeschlossen, Ein Regler macht 5V draus und ein DC-DC-Wandler macht
+-5V. Der Akku hat doch nur eine Masse, wie soll ich die trennen?
dodi schrieb:
> Ich habe eine Frage zum PGA2311U (Datenblatt im Anhang):>> Ich habe für ein Gerät eine separate Netzteil-Platine vorgesehen, auf> der ich die ganzen Spannungen generiere, mit gemeinsamer Masse, also 5V> für Digital, und +-5V für den Analogteil vom Chip.
Hier ist schon der erste Fehler! Die Versorgungsspannungen sollten noch
strikt getrennt sein - am besten nicht einmal aus der selben
Trafo-Wicklung sein.
> Im Datenblatt Seite 12 ist aufgemalt, wie ich die Massen anschließen> soll: DGND und AGND an einem Punkt verbinden, 5V auf den Digitalteil und> +-5V auf den Analogteil führen. Aber da sind oben auch so Anschlüsse> gemalt für DGND und AGND - dann hätte ich doch eine Masseschleife gebaut> oder?
Ganz genau. Und je größer die Fläche ist die diese Schleife umspannt,
desto größer werden auch induktiv eingekoppelte Störungen.
Wenn das Kind also schon in den Brunnen gefallen ist, hilft nur noch die
Zuleitungen zu verdrillen, um die eingeschlossene Fläche so klein wie
möglich zu halten.
> Also wenn ich mit je einer Masseleitung von der Netzteil-Platine nach> DGND und AGND gehe, und dann aber die beiden in der Nähe des Chips> verbinde, oder? wie macht man es richtig?
Im Idealfall am besten unmittelbar unter dem IC an einer Stelle
niederohmig zusammenführen.
Also WIE soll ich meine oben beschriebene Netzteilplatine ändern? Noch
ist sie ja nur ein Schaltplan und nicht gebaut, aber die Versorgung aus
einem 12V-Akku wird sich nicht ändern (nix Trafo)..
also wenn das Netzteil schon gemeinsame Masse hat, dann könntest Du
evtl. die Netzteilmasse (und die einzelnen Ub's) über je eine Drossel an
die getrennten Platinenmassen führen. Dies sollte zumindest HF-mäßig die
Masseschleife so einigermaßen auftrennen.
Oder aber Netzteilmasse direkt an der Massezusammenführung auf der
Platine mit anschließen, und diesen Punkt dann für weitere
Masseanschlüsse benutzen.
Die getrennte Masse mit nur einem Verbindungspunkt auf der Platine hat
übrigens nicht einfach nur den Sinn der Vermeidung der
Störungseinkopplung in eine mögliche Masseschleife, aber primär geht es
hier erstmal darum, zu vermeiden, daß Masseströme des Digitalteils über
die Masse des Analogteils und umgekehrt fließt (weil das über die
dadurch verursachten, nicht vermeidbaren Spannungsabfälle in der Masse
zu Störungen führen kann).
Genau, das Netzteil wird wohl nur eine Masse haben (ich weiß nicht, wie
ich 2 herstellen soll):
Akku + -> 12V --+--> 5V-Regler -> 5VDigital
|
|
+--> DC-DC-Wandler -> +-5V analog
Akku - -> GND
> AGND und DGND nur am IC verbinden, Netzteile sind getrennt.
So lautet die Theorie. nur in der Praxis funktioniert das meistens
nicht. Weil die Spannungsversorgung vorgegeben ist und man nichts dran
ändern kann. Oder weil es mehrere ICs mit AGND/DGND gibt.
Diese Appnote meint man solle den ADC komplett an den analogen Ground
anschließen:
http://www.analog.com/library/analogDialogue/Anniversary/12.html
Ein Auszug aus dem Text:
A. The same philosophy applies. The DAC’s AGND and DGND pins should be
tied together and connected to the analog ground plane. If the DAC has
no input latches, the registers driving the DAC should be referenced and
grounded to the analog ground plane to prevent digital noise from
coupling into the analog output.
Also ich verstehe es so, daß der DGND-Pin mit AGND verbunden wird, aber
beide von der analogen Massefläche abgehen. Ein 100nF kommt dann
zwischen analoge Masse und 5V digital. Somit fließt der Strom von
Digitalteil des Chips über AGND zurück, aber nur der, und der 100nF
sollte Störungen auf der Analogseite vermeiden - richtig so?
> So lautet die Theorie. nur in der Praxis funktioniert das meistens> nicht. Weil die Spannungsversorgung vorgegeben ist und man nichts dran> ändern kann.
Na ja, dann hat man halt schlechtere Eigenschaften der Schaltung und
kommt nicht an die im Datenblatt angegebenen Werte ran.
Keine Arme keine Kekse.
Der Strom des Digitalteils hat halt zeitliche Änderungen und damit
unterschiedlichen Spannungsabfall über der Zuleitung, aber natürlich
auch über der Rückleitung. Fliesst der Strom über die Rückleitung über
dieselbe Leitung wie der Strom des Analogteils, hat das Analogteil
plötzlich Spannungsschwankungen, denn er sieht ja die Differenz zwischen
GND und Analogversorgungszuführung. Nur kleine, aber bei Chips mit 100
und mehr dB Kennwerten schon relevante.
Will man das nicht, braucht man unterschiedliche Masseleitungen und
daher galavnisch getrennte Spannungsquellen.
Also meint Ihr, wenn ich nun mal nur eine und keine 2 getrennten Massen
habe, dann ist meine Lösung oben (11:51) das kleinste Übel? Oder lieber
noch anders?
also ich würde es einfach so machen:
- digatal/analog Masse auf Platine an einem Punkt zusammenführen. Dort,
wo der IC mit den getrennten Masseanschlüssen sitzt. Hat man mehrere
solcher IC's drauf, dann dort verbinden, wo der IC mit dem größten
Störpotential für die Masse (zumindest auf Digitalseite) sitzt
- Netzteilmasse (wenn mit gemeinsamer Masse) ebenfalls dorthinführen
- Hat man mehrere solcher Platinen mit solchen IC's, die irgendwie
zusammengebastelt werden müssen, wird's komplizierter. Da kommts drauf
an, ob deren Analogteile miteinander reden müssen, oder deren
Digitalteile,oder irgendwie alles zusammen, oder auch gar nix, oder ...
Da muß man sich einfach überlegen, wo die Masseströme so lang gehen, wie
sehr diese im jeweils anderen Teil bzw. auf den Signalleitungen stören,
und da die Masse nach besten Wissen und Gewissen und Kompromis legen.
Den Idealfall wird man da wohl nicht mehr so einfach hinbekommen. Wenn
es, wie MaWin schon sagte, um jedes dB geht, dann muß man sich eben mehr
einen kopf machen, und allgemeine Ratschläge kann man dann nicht mehr so
einfach machen, bzw. sind nicht mehr so einfach mal nebenbei umzusetzen.
- wem die dB's egal sind, der braucht sich um die Masse nicht weiter zu
kümmern ;-)
Man muß sich also überlegen, wo gehen die durch die (Schalt)Signale
verursachten Masseströme lang, wie sehr stören die, bzw. wie empfänglich
ist die gestörte Schaltung dafür, und muß dann halt entscheiden und den
besten Kompromis suchen. Die Masse darf man sich dabei nicht als einen
0Ohm-Leiter vorstellen, sondern ist leider ein reales Konstrukt mit R,
und bei HF auch L und C.
Wenn Du schon einen DC/DC-Wandler für die ±5V für den Analogteil
vorgesehen hast, sorge nur noch dafür, daß die sym. Ausgangsspannung des
Wandlers galvanisch von der Eingangsspannung getrennt ist (halt
einen entsprechenden bauen oder fix und fertig kaufen).
Dann kannst Du es so aufbauen/verdrahten wie es laut Datenblatt auch
ideal wäre und brauchst keine Kompromisse eingehen.
Man sollte nmit dem Chip auch sehr Vorsichtig umgehen, er hat es nicht
so gerne wenn eine der Versorgungsspannungen zu spät kommt. Mir ist
letztens deswegen mal einer abgeraucht, was nicht so lustig war, da
diese Chip´s nicht ganz so billig sind.
@Raimund
Mir war gar nicht klar, dass diese Wandler idR. galvanisch getrennt
sind, jetzt habe ich einen passenden gefunden (Anlage), der sollte
galvanisch getrennt sein, zumindest gibt es einen "Common" - Anschluß,
mit dem ich AGND versorgen werde.
@alle
Danke für Eure Hilfe!
@ Hartmut Kraus
>Man sollte nmit dem Chip auch sehr Vorsichtig umgehen, er hat es nicht>so gerne wenn eine der Versorgungsspannungen zu spät kommt. Mir ist>letztens deswegen mal einer abgeraucht, was nicht so lustig war, da>diese Chip´s nicht ganz so billig sind.
jo - sowas sollte im DB stehen. Beim PGA2311U sind es lt. DB
VA+ to VD+. . . . . < ± 0.3V
Nicht gerade viel. Also evtl. (bei wirklich getrennten VA+/VD+) beide
über antiparallele Schottky's (mit Uf<0,3V) zusammenbinden, oder eben
doch beide gemeinsam speisen, allerdings über jeweils RC bzw. LC-Tiefpaß
voneinander entkoppelt.
Oder IC's nehmen, die die volle Spannungsdifferenzen vertragen ;-)
Aber der Hinweis erinnert mich gerade daran, daß ich diesbezüglich auch
mal wegen einem anderen IC (wo das DB nix dazu sagt) hier herumfragen
wollte - aber das in einem neuen Thread ...
dodi schrieb:
> @Raimund>> Mir war gar nicht klar, dass diese Wandler idR. galvanisch getrennt> sind, jetzt habe ich einen passenden gefunden (Anlage), der sollte> galvanisch getrennt sein, zumindest gibt es einen "Common" - Anschluß,> mit dem ich AGND versorgen werde.
Dürften funktionieren. Denk aber bitte daran, daß diese DC/DC-Wandler
ungeregelt sind. Für den von Dir gedachten Einsatz als ±5V-Quelle,
sollte das aber nicht so kritisch sein - aber zur Sicherheit immer das
DB des PGA2311 konsultieren und die (absoluten) Grenzwerte beachten. :-)
Das einzige was (grotten-)schlecht ist, ist deren hohe
Ausgangs-Ripple-Spannung von immerhin 150mVp-p, was bei analogen
(Audio-)Schaltungen eigentlich unerwünscht ist. Je 'sauberer' die
Versorgung desto 'sauberer' ist auch das (Audio-)Ausgangssignal. Hier
würde ich Dir dringend anraten die Ausgangsspannung höher anzusetzen
(±9V) und dann mit aktiven (z.B. C-Multiplier, Low-Drop-Linearregler,
...) und/oder passiven (z.B. L-C-)Filtern für mehr 'Ruhe' auf den
Versorgungsspannungen zu sorgen.
ich hab es jetzt mal gemalt.. Die Schottky-Dioden (BAT42) habe ich
gerade hier rumliegen, aber ich hab nicht ganz kapiert, wie das mit der
Flußspannung gemeint war - ge höher der Strom, desto höher die
Flußspannung, bis 1V? Muß ich andere nehmen?
Ungeregelt macht mir nicht so viele Sorgen, der Regler ist angegeben mit
5%, also 5,25V max, und der PGA hat 5,5V max.
Änderungsvorschläge sind willkommen..
>ich hab es jetzt mal gemalt.. Die Schottky-Dioden (BAT42) habe ich
<gerade hier rumliegen, aber ich hab nicht ganz kapiert, wie das mit der
>Flußspannung gemeint war - ge höher der Strom, desto höher die>Flußspannung, bis 1V? Muß ich andere nehmen?
Naja, bei der Diodenbetrachtung interessiert eigentlich nur der max.
mögliche Ausgleichsstrom zw. den Betriebsspannungen. Der kann (wegen der
R=82Ohm) eigentlich nur so um die max. 60mA betragen (worst case). Wenn
die Dioden bei 60mA unter Uf=0.3V bleiben (scheint sehr optimistisch zu
sein für die BAT42), dürfte der IC zufrieden sein.
Also die Spannungsversorgung soll links sein. Wenn jetzt die 5V digital
schon anliegen und der DCDC erst "hochfahren" muß, hebt D7 die Spannung
an, aber ich sehe gerade - durch das R/C-Glied erfolgt das zeitversetzt,
also hat der Chip wieder zuviel Differenz.. die Dioden müssen ganz nach
rechts im Bild, oder?
Und - ist das so, daß die Flußspannung mit dem Strom steigt? Im
Datenblatt steht das doch unter VF, oder (Anlage)? demzufolge hätten
sowohl BAT42 als auch BAT43 zu viel..? Welche Schottky-Dioden sind noch
gängig und wären geeignet? Hab keine Ahnung von Schottky..
jo - so wäre es besser.
Die Frage ist immer bei den max. Ratings der IC's, "wie genau" man
solche Angaben einhalten muß. Gerade bei solchen
Differenzspannungsangaben bin ich mir nicht sicher, ob +/-0,3V wirklich
nicht überschritten werden dürfen, wenn sich dahinter nur ein
pn-Übergang befindet, der vielleicht ohnehin erst bei vielleicht 0,5V
significant anfängt zu leiten. Bei 125°C könnten es aber dann schon die
0,3V sein - blöde ;-) Hätte man noch einen zulässigen Querstrom zw. den
Pins als Maxrating-Angabe im DB, könnte man die Sache viel besser
einschätzen.
Ich weis nicht, wie es andere mit so wenig zulässiger Differenz, und mit
komplett getrennten Spannungsquellen machen. Mir fällt eigentlich für
den Fall nur ein, einfach eine stärkere Schottky zu nehmen, die bei zu
erwartendem Ausgleichstrom unter 0,3V bleibt (gabs da nicht irgendwelche
1SB5xxx ?)
Und ja - Uf steigt (nichtlinear) mit dem Strom ...
