PWM, masa cyfrowa i masa analogowa

[Atlantis]

Sytuacja wygląda następująco. Jest sobie projekt posiadający osobną masę
cyfrową (Atmega8 i prawie wszystko inne dookoła) oraz masę analogową (na
wy/we audio modułu GSM).

Wyjście audio modułu podłączone jest do słuchawki. Sęk w tym, że do tej
samej słuchawki będę musiał skierować sygnał audio wygenerowany przez
PWM na uC.

I teraz podstawowe pytanie: jak rozwiązać kwestię podwójnej masy?

1) Za wyjściem PWM daję filtr dolnoprzepustowy RC. Kondensatorek idzie
do masy cyfrowej czy analogowej?
2) Sygnał wzięty z wyjścia filtra RC mogę po prostu przez kolejny
kondensator podać do układu audio zakończonego słuchawką (właściwie po
drodze pójdzie tam jeszcze klucz CD4066, ale to szczegół) czy konieczne
będzie zastosowanie jakiegoś transformatorka albo transoptora?

[BartekK]

W dniu 2013-02-12 20:35, Atlantis pisze:

> Sytuacja wygląda następująco. Jest sobie projekt posiadający osobną masę
> cyfrową (Atmega8 i prawie wszystko inne dookoła) oraz masę analogową (na
> wy/we audio modułu GSM).
>
> Wyjście audio modułu podłączone jest do słuchawki. Sęk w tym, że do tej
> samej słuchawki będę musiał skierować sygnał audio wygenerowany przez
> PWM na uC.
>
> I teraz podstawowe pytanie: jak rozwiązać kwestię podwójnej masy?
>
> 1) Za wyjściem PWM daję filtr dolnoprzepustowy RC. Kondensatorek idzie
> do masy cyfrowej czy analogowej?

Popatrz na to tak - masa jest cyfrowa lub analogowa w sensie płynących
przez nią prądów, oddzielana po to by te prądy się nie łączyły (i nie
powodowały różnic potencjałów na wspólnych fragmentach masy).

Czy prąd kondensatora w filtrze rc z pwm jest cyfrowy czy analogowy,
dokąd ("do której masy" będzie płynął, jak bedzie zamykał obwód)?


--
| Bartłomiej Kuźniewski
| si...@drut.org GG:23319 tel +48 696455098 http://drut.org/
| http://www.allegro.pl/show_user_auctions.php?uid=338173

[Atlantis]

W dniu 2013-02-12 23:47, BartekK pisze:

> Czy prąd kondensatora w filtrze rc z pwm jest cyfrowy czy analogowy,
> dokąd ("do której masy" będzie płynął, jak bedzie zamykał obwód)?

Jak dla mnie to do cyfrowej... Czyli jak rozumiem powinien się tam
znaleźć jakiś transformator 1:1 albo transoptor?

[BartekK]

W dniu 2013-02-13 20:37, Atlantis pisze:

Dobrze kombinujesz - prąd popłynie od kondensatora filtrującego
zasilania +5v cyfrowe (czy jakie tam masz cyfrowe zasilanie), przez
procesor do wyjścia pwm, przez R do C i z powrotem "po masie cyfrowej"
do minusa kondensatora filtrującego zasilanie cyfrowe. Za chwilę (gdy
stan nóżki PWM się odwróci) prąd popłynie odwrotnie - od naładowanego
kondensatora C z filtru RC, przez rezystor, nóżkę pwm procesora, masę
cyfrową procesora - do minusa C filtrującego pwm.
Zakręcenie to się pisze, ale jakbyś sobie to rozrysował na kartce i
narysował przepływ prądu - to od razu widać o co chodzi.
W wyniku przepływu tych prądów - na ścieżkach "masy cyfrowej" powstają
spadki napięć, ale dla ciebie są one nieistotne, jeśli połączysz masę
analogową jednym połączeniem z "punktem centralnym" masy cyfrowej.

Po co transoptor/transformator? po prostu używasz dalej tego sygnału z
kondensatora na filtrze RC (bez "jego masy") jako sygnału już
analogowego. Sygnał jest ładny analogowy i jest brany względem "punktu
centralnego" łączącego obie masy.

Akcje w separowanie galwaniczne mas itp mógłbyś chcieć robić, gdybyś
miał całe stado sygnałów analogowych wchodzących i wychodzących z modułu
cyfrowego, i chciał walczyć o brak przesłuchów między nimi.

[Piotr Gałka]

Użytkownik "BartekK" <si...@drut.org> napisał w wiadomości
news:kfh9ec$cr4$1...@mx1.internetia.pl...

> W wyniku przepływu tych prądów - na ścieżkach "masy cyfrowej" powstają
> spadki napięć, ale dla ciebie są one nieistotne, jeśli połączysz masę
> analogową jednym połączeniem z "punktem centralnym" masy cyfrowej.

Połączenie masy cyfrowej (DGND) i analogowej (AGND) w jednym punkcie
załatwia tylko to, że spadki napięć na DGND są nieistotne tylko w sensie nie
wywoływania przez nie prądów płynących po AGND czyli nie zakłócania pracy
układów analogowych.
Ale przy przesyłaniu jakiegokolwiek sygnału między DGND i AGND spadki napięć
na DGND pojawiają się bezpośrednio w tym sygnale, gdy jest on odczytywany
względem AGND (na C podłączonym do DGND będzie występował ten sam sygnał co
na DGND będący wynikiem spadków napięć na DGND). Dlatego przy przesyłaniu
sygnałów miedzy częścią D i A należy wziąć to pod uwagę.

>
> Po co transoptor/transformator? po prostu używasz dalej tego sygnału z
> kondensatora na filtrze RC (bez "jego masy") jako sygnału już analogowego.
> Sygnał jest ładny analogowy i jest brany względem "punktu centralnego"
> łączącego obie masy.
>

Ponieważ, jak pisałem, ten sygnał brany względem punktu centralnego wcale
nie jest ładny analogowy, tylko zawiera w sobie wszystkie śmieci z DGND
przepuściłbym go przez jeszcze jeden filtr RC, ale z C połączonym do AGND.
A tak na prawdę to zależnie od odległości częstotliwości PWM od
częstotliwości użytecznego sygnału wyjściowego być może zrobiłbym dwa ogniwa
RC na DGND i potem jedno względem AGND. Chodzi o to, aby w oparciu o masę
cyfrową pozbyć się PWM z sygnału, aby nie wpuszczać go do masy analogowej, a
następnie pozbyć się zakłóceń z masy cyfrowej względem analogowej.
Po jednym RC na C będzie jeszcze duży sygnał z tego PWM, chyba, że PWM na
znacznie wyższej częstotliwości niż sygnał wyjściowy.
Czasem może się okazać, że filtry LC byłyby konieczne.

> Akcje w separowanie galwaniczne mas itp mógłbyś chcieć robić, gdybyś miał
> całe stado sygnałów analogowych wchodzących i wychodzących z modułu
> cyfrowego, i chciał walczyć o brak przesłuchów między nimi.
>

Przy całym stadzie sygnałów może się okazać, że zastosowanie jednej masy
(ale koniecznie w formie ciągłej powierzchni, a nie ścieżek) będzie dobrym
rozwiązaniem przy zachowaniu odpowiedniej separacji (nie galwanicznej tylko
w cm) między częścią D i A urządzenia.
P.G.