Cómo evitar un bucle de tierra entre pcbs

Question

Hay una caja con 2 pcbs separados. La Pcb A amplifica una señal de nivel mV (10Hz a 100kHz) procedente de un sensor externo.

La señal analógica amplificada se envía a la pcb B, que la digitaliza y procesa, y contiene mucha circuitería digital (fpga, microcontrolador, ethernet PHYs, transceptor de radio, etc).

Ambos Pcbs se alimentan de una entrada común de CC (configuración en estrella).

En principio, se temía que el bucle de tierra creado por la referencia de salida analógica permitiera que las corrientes de retorno de CA fluyeran desde la Pcb B hasta la entrada de alimentación a través de la Pcb A y que esas corrientes inyectaran ruido en la etapa de entrada del amplificador (el sensor está referenciado a tierra), aunque esto se tuviera en cuenta a la hora de colocar el plano de tierra en la Pcb A, y la Pcb B tiene mucha capacidad de masa y de derivación.

Por esta razón, la salida analógica se hizo (pseudo) diferencial y va a un ADC diferencial en la Pcb B. El voltaje de modo común se mantiene constante a media tensión. Como la tierra del sistema es la misma, y la corriente de retorno de tierra es teóricamente mínima, no se incluyó el cable de tierra, rompiendo el bucle de tierra.

Ahora está todo construido y resulta que funciona bien (muy alta SNR) con o sin el cable de tierra, no hace ninguna diferencia práctica.

Mi pregunta es cuál es el consenso de si esta técnica de romper el bucle de tierra es acertada o no, aunque en este caso concreto no haya supuesto ninguna diferencia.

Answer 1

Parece que el punto importante era hacer que la señal analógica entre las placas fuera diferencial. Si las placas están lo suficientemente cerca una de la otra, lo cual parece ser, entonces una tierra en estrella como la que tienes debería ser buena.

El peligro de un bucle de tierra es que no sabes qué camino tomarán las corrientes de retorno de energía de una placa ruidosa. Quieres que vuelvan directamente a la fuente de alimentación a través de la misma conexión por la que entra la energía, pero podrían fluir de nuevo a través de la otra placa. Eso podría causar desviaciones en la otra placa, que podrían llegar a la señal.

Creo que tu tierra sin bucle y la señal analógica diferencial fueron dos opciones correctas. El hecho de que pueda funcionar con un bucle de tierra no hace que lo que hiciste sea una mala idea.