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EE版 - 有没有必要隔离CPU电路板和模拟信号测量电路板
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话题: cpu话题: 模拟话题: 信号话题: 电路板话题: 模拟信号
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1 (共1页)
b***i
发帖数: 3043
1
我们的系统要在野外工作,有个CPU板,另外,还有几个模拟信号板,插到CPU板上。模
拟信号板有MCU把信号测好为数字信号再传给CPU板。
现在,我想直接把模拟信号传给CPU板,因为CPU本身有同样精度的ADC。本来,我的电
路板之间共享地,但是,我隔离了所有的数字信号。如果把ADC从模拟板直接送到CPU板
,就打破了这种隔离了。这样做有什么不好?
模拟的电路板要给外部设备供电,这个设备是在油井里面的。不同的电路板给不同的油
井设备通信。
a****l
发帖数: 8211
2
我觉得既然cpu已经包含了adc,那么理论上cpu在设计的时候就应该已经考虑到了信号隔
离的问题,所以理论上不会有问题.但是,谁知道cpu的设计有没有缺陷呢?ic有缺陷是太
正常不过的事了.芯片的驱动能力,负载能力,保护能力也未必相同.

【在 b***i 的大作中提到】
: 我们的系统要在野外工作,有个CPU板,另外,还有几个模拟信号板,插到CPU板上。模
: 拟信号板有MCU把信号测好为数字信号再传给CPU板。
: 现在,我想直接把模拟信号传给CPU板,因为CPU本身有同样精度的ADC。本来,我的电
: 路板之间共享地,但是,我隔离了所有的数字信号。如果把ADC从模拟板直接送到CPU板
: ,就打破了这种隔离了。这样做有什么不好?
: 模拟的电路板要给外部设备供电,这个设备是在油井里面的。不同的电路板给不同的油
: 井设备通信。

s******7
发帖数: 158
3
粗略的说,模拟信号直接去数字区的话参考的模拟地肯定要连进去和CPU的地接在一起
。这时有两个重要的rules
1)analog reference gnd必须连续,传输系统阻抗要well maintained
2) analog reference gnd 进入到CPU的gnd pin前的这一部分,可能需要和周边的
digital gnd plane分割,然后单点连接。注意这里说可能是因为这取决于你的模拟信
号带宽;general rule是低频下分,RF/microwave band不分。
以上只是粗略的说,并不见得非常适合你的appliation。对于一个具体的project,怎
样routing是受到很多因素制约和影响的,这里面涉及到的细节太多了。比如,你的模
拟信号是微弱信号还是强信号,带宽频率是多少,潜在的环境EMI干扰源有哪些,对模
拟信号的信噪比要求如何,是否担心对周边产生辐射,你的layout尤其是PDN系统是怎
样的,是否需要特别的抗静电考虑等等,这些都是在做接地时需要考量的因素。
如果你不是在做特别critical的project,可以先闷头做一把完了以后看看测试结果再
说。即使失败也可以得到一些经验。如果是critical project,最好consult一些EMC和
安全领域的专家评估一下。个人感觉油井是个很critical的environment...
b***i
发帖数: 3043
4
感谢二位的回复,我确实有两个方案同时做。一方面模拟板MCU也读入这个信号,一方
面让CPU板同时读入,然后我用跳线可以不接入CPU。这个CPU是Zynq,是混合信号,所以
既有数字地也有模拟地。我并不担心信号强度,因为模拟板上有运放。担心的是把模拟
板插入瞬间是否会破坏CPU。
原来这个项目的人建议我隔离CPU和其他模拟板,因为我们的下游设备在10公里外,所
以地什么的他们担心有不同电压。我提出,CPU和模拟板如果只有地相连,不同电压不
会破坏设备。大不了我提供一个金属导体来先把地接通了,这样即使有地之间的电流也
不是通过设备的。然后CPU和模拟板的通信采用隔离的信号,可以保护设备遭雷击,焊
接什么的。
现在,要把测量的模拟信号发给CPU,有点不想通过模拟板的MCU。这个信号是设备的电
流信号,变成了电压,到2.5V,我们需要的信号是1200波特,我超额测量,采用20kHz
, 12位ADC, 由于发送16位数据,所以变成240kbps信号。这个考虑采用RS485,有很多
模拟板公用。但是,如果能够直接用CPU采集这个电流信号,就不用浪费这个带宽了。
而用了CPU上的ADC就破坏了隔离,成为模拟板和CPU之间除了地的另外的连通的信号。
不知道有什么办法可以保护ADC,用一个buffer可以吗?

【在 a****l 的大作中提到】
: 我觉得既然cpu已经包含了adc,那么理论上cpu在设计的时候就应该已经考虑到了信号隔
: 离的问题,所以理论上不会有问题.但是,谁知道cpu的设计有没有缺陷呢?ic有缺陷是太
: 正常不过的事了.芯片的驱动能力,负载能力,保护能力也未必相同.

b****a
发帖数: 460
5
如果模拟版和CPU距离很远,那肯定是分离比较好,中间通过电缆或者无线传输数字信
号。模拟版上应该加入一个MCU来把这些模拟信号转换成数字信号,这样传输的时候就
很方便,也不用担心隔离问题。
s******7
发帖数: 158
6
"担心的是把模拟板插入瞬间是否会破坏CPU。"
这个要做热插拔缓起电路。
长距离传输我同意楼上观点,最好用无线,或者考虑光纤。一定要用电链接的话要用隔
离变压器。否则你中间电缆上很大的共模噪声或者雷电很容易损坏两边的端口
i*****t
发帖数: 24265
7
10公里距离,人家原来是MCU采样再数字传输到CPU,楼主想改直接模拟电流长距离传输
到CPU?技术不是倒退了么
i*****t
发帖数: 24265
8
电流只能传输1路信号,而数字的却能同时传多路信号,为啥楼主说数字的会浪费了带
宽呢?
a****l
发帖数: 8211
9
电流信号理论上的带宽是无限的,数字信号的带宽理论上是有限的.
不是有一个说法嘛,随便一根棍子就理论上可以记录世界上所有的知识.

【在 i*****t 的大作中提到】
: 电流只能传输1路信号,而数字的却能同时传多路信号,为啥楼主说数字的会浪费了带
: 宽呢?

1 (共1页)
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