Тракты аналогового и цифрового питания для микроконтроллеров
Стабильность, помехоустойчивость и точностные параметры устройства, собранного на МК, часто зависят от незначительных на первый взгляд факторов. Одним из них является качество разводки аналоговых и цифровых цепей на печатной плате. Дело в том, что импульсный тракт МК является мощным источником электромагнитных помех. Чтобы снизить их уровень, аналоговый и цифровой тракты должны быть максимально изолированными друг от друга.
Вопросы разделения сигналов успешно решаются в рамках теории ЭМС (электромагнитная совместимость). Меры конструктивного характера, включающие разумную трассировку проводников на плате, оптимальный выбор элементной базы и режимов согласования, подробно описаны в. Для устройств, содержащих МК, требуются специфические решения (Рис. 4.9, а...г, Рис. 4.10, а...г).
Рис. 4.9. Схемы организации аналогового питания МК:
а) развязка цифрового (VCC) и аналогового (AVCC) питания МК через два одинаковых интегральных стабилизатора напряжения DAI, DA2;
б) организация аналогового питания при «двухземельном» МК (GND, AGND);
в) для отдельного питания цифровой и аналоговой части М К используются два независимых источника напряжения. Диоды VDI, VD2 обеспечивают разность потенциалов не более 0.2 В;
г) совместное питание цифровой и аналоговой части МК от одного источника +5 В. Диоды VDI, VD2 шунтируют выбросы напряжения при колебательном «звоне» в катушке L1.
Рис. 4.10. Схемы организации аналого-цифрового питания МК:
а) оперативное изменение напряжения питания МК перемычкой S1. При разомкнутой перемычке диоды VDI, VD2 совместно с конденсатором C1 служат простейшим ФНЧ. Для точного подбора напряжения +3.6 В можно применить диоды Шоттки;
б) подача цифрового и аналогового питания на так называемый «высоковольтный» МК (например, Microchip PIC16HV616), имеющий внутренний параллельный стабилизатор напряжения +5 В. Допустимый ток стабилизации питания МК составляет 4...50 мА, что следует учитывать при выборе внешних цепей нагрузки. Входное напряжение может быть значительно больше, чем +12 В, но только при правильном выборе сопротивления и мощности резистора R1;
в) для снижения коммутационных помех по питанию, поступающих от сервомеханизмов А /, А2, применяются два отдельных интегральных стабилизатора DAI, DA2. Они могут иметь разное или одинаковое выходное напряжение;
г) при наличии двухполярного источника напряжения может использоваться инверсная подача питания на МК, при этом уровни входных информационных сигналов должны быть в пределах от -5 В (НИЗКИЙ уровень) до 0 В (ВЫСОКИЙ уровень). Если сигналы выходят за пределы —5.3 В и +0.3 В, то необходимо ставить диодную защиту по входу, при этом аноды диодов подключаются к цепи —5 В, а катоды — к цепи GND.
Источник: Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема.