请朋友们帮忙看看ADC抗干扰能力弱的问题。
ADC: AD7190隔离：ADUM磁隔离+光耦+DCDC
信号选择：ADG508
一张PCB一共10个通道，通过ADG508 片选，5选一进入ADC。
问题及现象：
静态时输入校准信号+-50mV信号采集都比较稳定。
让输入信号的线缆变长或信号与外壳（供电）加入共模电压或者搭接一根带弱干扰的线缆在信号上时整个读数会不准确，通常偏低，且波动大。
硬件电路如下：
lyping1987 发表于 2021-5-2 20:21
如果地是说AGND。因为PCB是4层，有一层是有AGND大面积敷铜的。
光有面积是远远不够的，面积不是目的，而手段，通过大面积的地平面，把所有关键敏感信号通路的滤波器件，全部就近以最短的路线，最低的阻抗，把干扰信号释放到地平面上，而地平面的大面积又可以迅速把干扰平摊给所有电路，没有电势差了，干扰的影响也就大大削弱了。、
你的电路上，所有接地的器件，包括滤波电容，接地都是通过VIA到中间层的模拟地，这个VIA的等效阻抗是蛮大的，正常信号，干扰小，可以无视干扰影响，但是当真正的干扰来了，这些等效阻抗的影响，你就无法忽略不计。打个比方，把衣服做成房子那么大，穿在身上，夏天是没事的，但是到了冬天，照样冻死。你的这个隔层的地，就是这件超级衣服，看上去很美。 方向搞错了。滤波或者说抗干扰电路无法解决所有的问题。也就是说，一旦干扰进来了，根本是没有办法处理掉的。
解决方案也很简单：采用高质量的屏蔽线，让干扰无法进入系统。当然了，我说的简单只是原理上简单，工程上可是非常复杂的。专业的线缆厂家就是靠这个绝活赚钱的。
根据你使用的ADC，说明处理的信号是kHz及以下级别的，所以要考虑电场干扰和磁场干扰（工频）。
电场干扰做好屏蔽，加上防止形成地环路就OK了
磁场干扰可能麻烦一些，需要考虑各种金属材料对磁场的衰减程度，好像是镍合金的趋肤效应最厉害。
根据应用情况可以舍去部分的要求，做到最优成本。
N多年没搞这种频率的了，只留下一点印象 ADC芯片外部自己加模拟开关，ADI的参考电路可不是你这样简单，推荐电路在模拟开关前面和后面都加了运放和RC滤波。 ziruo2002ab 发表于 2021-4-30 22:25
方向搞错了。滤波或者说抗干扰电路无法解决所有的问题。也就是说，一旦干扰进来了，根本是没有办法处理掉的 ...
相对类似ADAM-4018研华这个模块，感觉大体原理差不多的。但别人产品不会存在类似问题。 shhludb 发表于 2021-4-30 22:30
ADC芯片外部自己加模拟开关，ADI的参考电路可不是你这样简单，推荐电路在模拟开关前面和后面都加了运放和RC ...
据我之前的测试，模拟开关后面不能加RC，会影响切换的时间。或者说之前我的RC取值有问题。 把电压信号变为电流信号,带个负载电阻. 电缆线长距离传输不是问题，但是对引入的干扰，要堵+疏结合才可以有效过滤外来的干扰信号，先堵，堵不住的再疏，一次不行，再来一组，但是你的PCB几乎没有大面积的地的存在，那么你的干扰能量进来，如何保证及时地吸收释放？
个人感觉，PCB布线完全不合格，是问题的主因，一上来就想靠隔离来解决问题，路走偏了。 看下干扰的频谱，用fft看下，应该大部分是50hz。要提高共模抑制比，包括前级运放要用高共模抑制比的运放，另外加强浮地的隔离也能起到作用，线的屏蔽要做好，外壳接地要接触好，最后就是软件算法上可以做50hz的陷波器。 ilikemcu 发表于 2021-5-1 18:56
电缆线长距离传输不是问题，但是对引入的干扰，要堵+疏结合才可以有效过滤外来的干扰信号，先堵，堵不住的 ...
如果地是说AGND。因为PCB是4层，有一层是有AGND大面积敷铜的。 ilikemcu 发表于 2021-5-3 09:56
光有面积是远远不够的，面积不是目的，而手段，通过大面积的地平面，把所有关键敏感信号通路的滤波器件， ...
非常感谢，这个比方很易懂。像这种电路是不是尽量让GND走顶层？ lyping1987 发表于 2021-5-3 10:20
非常感谢，这个比方很易懂。像这种电路是不是尽量让GND走顶层？
把空余的地方利用起来铺地，增大有效地平面的面积，适当的VIA连接各分离的地平面铜箔，有效降低各点的接地电阻，总不能用一条独木桥给F1赛车作为进出赛场的通道吧：） ziruo2002ab 发表于 2021-4-30 22:25
方向搞错了。滤波或者说抗干扰电路无法解决所有的问题。也就是说，一旦干扰进来了，根本是没有办法处理掉的 ...
这种结构是不是和 公母头，也有关系。 除了PCB布局，原理有问题吗？ lyping1987 发表于 2021-5-13 13:38
除了PCB布局，原理有问题吗？
2楼的方案实施下来估计就能解决问题
现场模拟量传输是考核考究的事情 解决干扰没有放之四海而皆准的方法 输入都没有看到滤波，加大输入的差分滤波。既然是差分，注意引出线也要做好差模双绞等。 尝试一下等电位屏蔽 CK345 发表于 2021-5-14 16:08
尝试一下等电位屏蔽
"等电位屏蔽"是加一个屏蔽罩吗？
lyping1987 发表于 2021-5-3 10:20
非常感谢，这个比方很易懂。像这种电路是不是尽量让GND走顶层？
同意，应该会有很大效果 热电偶信号应该是变化很低的信号，可以当做直流信号了；个人觉得干扰主要是工频干扰，线增长，空中市电耦合加强，像麦克风信号处理一样，只要不屏蔽线缆，麦克风的工频噪音就特别明显；理论上通过一些验证方法即可判断是不是工频信号引入：
1、将开关固定在某个通道上，然后快速采集，MCU将数据输出到串口虚拟示波器，观察波形是不是50HZ正弦波；
2、不想用串口示波器，可以输出日志，然后复制到Excel，通过插入图表就可以看是不是正弦波；
处理方式的话，我觉得在输入信号的外层加入地屏蔽层，基本就感应不到工频信号了，在音频传输这么处理过，完全听不出工频噪音。如果非要像研华那样，对线材不挑剔，可以试试信号线对地都来个100nF，将工频信号短路，这对于热电偶信号频率不高的话，不会产生影响。 foxfire 发表于 2021-5-25 09:08
热电偶信号应该是变化很低的信号，可以当做直流信号了；个人觉得干扰主要是工频干扰，线增长，空中市电耦合 ...
调试过程如果使用线束连接插头，要将所有的通道都接上电容，不要仅对一两个通道进行焊接测试验证，避免其他通道空闲也引入工频信号到PCB；100nF电容可以放在接头的51欧姆后面。 谢谢各位，虽然最终还没结果，但学到了很多。先结贴。 线缆变长，线的电阻值变大，压降也变大，信号衰减了，读数变小正常啊
如果确实要使用长线，那就换粗一点的 内阻小的线缆
搭接干扰可以用带屏蔽层的线缆，做好屏蔽 另外关于PCB的布线，你要采集mv级的小信号，走线要尽量短而粗，目的就是减小走线的内阻 楼主的问题是“让输入信号的线缆变长或信号与外壳（供电）加入共模电压或者搭接一根带弱干扰的线缆在信号上时整个读数会不准确”，，， 这看着不象高频干扰，纠结PCB布线方向不对吧？ 问题解决的怎样？里头还有几个问题没有讨论清楚，"等电位屏蔽"是加一个屏蔽罩吗？
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