Resumen: Los errores en los sistemas electrónicos suelen ser analógicos en lugar de digitales. El analógico es propenso a problemas de señal a ruido, diafonía y linealidad. Esta nota de aplicación analiza la necesidad de energía y limpieza e integridad del suelo. Las interfaces analógicas pueden ser una trampa para muchos diseños, por lo que un ejemplo muestra cómo usar los circuitos integrados existentes para superar problemas analógicos comunes.
Resumen: Los errores en los sistemas electrónicos suelen ser analógicos en lugar de digitales. El analógico es propenso a problemas de señal a ruido, diafonía y linealidad. Esta nota de aplicación analiza la necesidad de energía y limpieza e integridad del suelo. Las interfaces analógicas pueden ser una trampa para muchos diseños, por lo que un ejemplo muestra cómo usar los circuitos integrados existentes para superar problemas analógicos comunes.
prólogo
Lavarse las manos parece simple sentido común. Suele decirse que muchas enfermedades prevenibles todavía existen por el error humano al no lavarnos las manos y tomar las medidas lógicas de seguridad con regularidad.
Ahora, me gustaría preguntar, ¿existe tal cosa como lavarse las manos en el diseño de circuitos integrados electrónicos? Muchas veces, las fallas de los sistemas electrónicos se atribuyen a los componentes, pero la verdadera causa es un error humano. El más común de estos errores humanos es la falta de comprensión de lo analógico en un mundo digital. Con demasiada frecuencia, a los mejores diseñadores digitales no se les enseñan técnicas analógicas porque las escuelas de ingeniería están rechazando la educación analógica. Sin embargo, Maxim es una empresa de señal mixta analógica. Esta nota de aplicación comparte algunos conceptos analógicos que pueden ayudarlo a superar errores “humanos” comunes y mejorar los circuitos analógicos de su sistema.
seguridad primero
No es una buena idea morir para probar algo. Entonces, si no tiene experiencia en la resolución de problemas de presencia de alto voltaje, busque un maestro experimentado. Nunca desconecte la conexión a tierra de seguridad (tercer pin del cable) del equipo de CA. De una manera más sucinta, no deshabilite las salvaguardas. Podría costarle la vida.
Problema del transformador de aislamiento
Considere varias alternativas para eliminar o desactivar las funciones de seguridad. Primero, considere el transformador de aislamiento. Separar las tierras de seguridad puede parecer una gran idea para minimizar el ruido en su circuito. Sin embargo, hay mejores alternativas. Por ejemplo, los transformadores de aislamiento se pueden usar para aislar líneas eléctricas. Siempre verifique el aislamiento del transformador de aislamiento con un ohmímetro y recuerde verificar la resistencia entre los devanados de entrada y salida. Estos sencillos pasos pueden salvarle la vida. Los transformadores de aislamiento más caros incorporan un escudo de Faraday, un escudo electrostático que ayuda a reducir la transmisión de ruido a través del transformador. El transformador debe ser lo suficientemente grande para llevar todo lo que necesita ser aislado, el dispositivo mínimo bajo prueba (DUT), la fuente de alimentación, el osciloscopio y la potencia del analizador de espectro.
El osciloscopio se puede utilizar como amplificador o transformador de impedancia para pasar de una sonda de alta impedancia a una salida de baja impedancia. Muchos osciloscopios tienen una salida vertical que se puede conectar a un analizador de espectro. Si se requiere una impedancia de entrada aún mayor, se puede agregar una sonda de alcance FET con alimentación activa.
Una alternativa a los transformadores de aislamiento es una fuente de alimentación ininterrumpida (UPS). Asegúrese de que la salida del SAI esté limpia. Los UPS económicos tienen una salida de onda cuadrada o de onda sinusoidal modificada. El tiempo de subida de estas salidas puede introducir ruido en la configuración de prueba. Las baterías del UPS no deben enchufarse a un tomacorriente de pared. Por lo tanto, el SAI debe tener la potencia suficiente para alimentar todos los equipos de prueba. La forma más fácil de asegurarse de que un UPS sea adecuado para su diseño es alimentar el osciloscopio normalmente desde un tomacorriente de pared. Cortocircuite la sonda para aumentar la ganancia y registre tanto el ruido como el ruido de fondo en el analizador de espectro. Conecte un UPS y vea si el ruido empeora. Demasiado ruido puede requerir un UPS más costoso con una salida de onda sinusoidal verdadera.
Ahora que ha confirmado que “la seguridad es lo primero”, puede continuar con la prueba.
Protección de energía y tierra
Estas son algunas ideas que pueden ayudar a salvar los diseños de sistemas y sistemas en chip (SOC) mediante la modificación de circuitos externos. Haz una lista de tus ideas y consulta otras fuentes para obtener más información.
La nota de aplicación 4345, “Lo digital bien conectado a tierra es analógico”, analiza los planos de tierra y energía. Ampliar estos conceptos. La diafonía y la relación señal/ruido se expresan como una relación de buena a mala. ¿Cómo mejora la relación señal-ruido de su señal?Si tiene un circuito en particular que causó un ruido significativo, puede hacer dos cosas. El primero es reducir el ruido de alguna manera, y el segundo es aumentar la amplitud de las buenas señales antes de que pasen por el escenario. (La segunda opción se analiza en la Nota de aplicación 4993, “Reducción del potencial de error humano: Parte 2, Superamplificadores y filtros para interfaces analógicas”.) La figura 1 muestra el concepto.