原创 接地不良导致的故障分析

2024-7-8 11:38 511 2 3 分类: MCU/ 嵌入式 文集: 电路分析设计

这个电路的控制板需要连接显示板和识别板。5V 供电和串行控制连到显示板,显示板再连接到识别板。识别板上电位器使用一个LDO供电,将输入的5V转成3.3V。当电位器滑动时,输出电压在0~3.3V之间。为方便连线,识别板上的供电和信号输出通过显示板转接。输出信号通过转接单独连到主板,地的连接则是共用FPC线中的两根电源地。

实际使用时发现电位器输出波动大。AD采集后数值不稳定,12位AD,变化量甚至能达到100。怀疑是LDO不稳定引起。但实测发现,尽管5V供电上有较大波动,3.3V输出仍然是稳定的。也就是说LDO的电源抑制性能没有问题。

显示板和识别板共用5V供电,供电电压波动是因为显示板上有一个5位的七段数码管,在使用过程中电流消耗较大导致。

电路板制作时,一般不考虑地线返回电流。这里使用FPC线连接的电路,如果消耗的电流较大,地线上会有电流,地线上有电压降。导致电位器输出的参考地与单片机AD的参考地不一致。

解决办法是从电位器到单片机单独连1根接地线。连接完成后,AD采样值稳定多了。AD基本能达到10位半。稳定时变化2~3。实际上,如果将电位器的地通过FPC中导线单独辗转连接到控制板,认为同样有效。

在设计时,遇到这种长连接线时,需要考虑返回地的问题。返回地上如果有大的或脉冲电流通过时,会劣化地参考引起数字电平翻转,模拟电压偏移等问题。常规的地线设计的规则,如电路板上模拟信号之间,强信号不要跟弱信号共地。强信号的返回地一定要够粗。基本上都可以考虑返回地的电流来解释。

作者: southcreek, 来源:面包板社区

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开发工匠 2024-7-9 11:30

写的好,参考和学习
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