Diseño de la matriz de LEDs en multiplicidad de placas.

Question

Me gustaría implementar un circuito de matriz de LEDs como este donde la matriz de LEDs encerrada dentro de los puntos azules estará en una PCB separada del resto del circuito.

Dado que este será un diseño de varias placas, estoy confundido si se deben pasar líneas de tierra entre la placa matriz y la placa principal para proteger contra la EMI y la integridad de la señal como se sugiere muy bien en las respuestas aquí y aquí .

Si las placas no comparten tierra en absoluto, entonces las vías de retorno fluirán directamente entre los registros de desplazamiento y la mcu en el plano de tierra de la placa principal (no la placa matriz). Lo cual, por supuesto, no impedirá que el sistema funcione, pero creará enormes bucles de corriente.

Preguntas:

1) ¿Una multiplexación a muy alta velocidad de los leds del array se considera de "alta frecuencia" en cuanto a sus corrientes para que las corrientes de retorno elijan el camino de menor impedancia por debajo de las filas y columnas?

2) ¿Debería añadirse una traza de tierra por señal (en este caso por fila, o por columna) en los conectores entre la placa matriz y la placa principal?

Gracias

EDITAR: El diseño se ajustará para que en lugar de un registro de desplazamiento, se utilicen dos multiplexores para cambiar entre filas y columnas y seleccionar un determinado LED. Probablemente el ADG704 debido a la baja Ton=20ns. Esto espero que aclare a qué rango de frecuencias espero que opere el sistema.

Answer 1

1) Es una multiplexación de muy alta velocidad de los leds en la matriz se considera "alta frecuencia" en términos de sus corrientes para que el corrientes de retorno elijan el camino de menor impedancia por debajo de las filas y columnas?

En primer lugar, la Uno puede conmutar a unos 30Mhz (con una llamada de función, si se eliminan las llamadas de función puede ir más rápido), Esto se acerca a territorio de alta frecuencia como la capacitancia y la inductancia van a limitar el tiempo de subida de la señal. Depende de cómo esté cableado, y cuanto mejor camino de vuelta a tierra tengas (minimizando la inductancia), mejores tiempos de subida y señalización obtendrás. Yo esperaría que esta configuración con el cable de puente sería similar a la inductancia de la placa de pan y más como 10Mhz máximo. Si se superan los 30-50Mhz se hace necesaria la utilización de líneas de transmisión y un plano de tierra sólido debajo (o señalización diferencial).

En realidad mirando el 74HC595 la velocidad máxima que puede soportar es de 5Mhz, así que ese será el limitador de tu diseño, no creo que las parásitas del circuito te afecten.

2) ¿Debería una traza de tierra por señal (en este caso por fila, o por columna) en los conectores entre la placa matriz y la placa principal? principal?

Probablemente no sea necesario a 5Mhz. Lo que hay que vigilar es el camino de retorno a tierra de vuelta a la fuente del 74HC595, asegúrate de que la tierra es sólida (menos de 100mΩ) en el cableado. Asegúrate de que el registro de desplazamiento tiene una buena tapa de filtro.