Виртуальная земля

[mellowman]

Допустим у нас есть усилитель, и хотим от его питания запитать ещё одну платку, но относительно шумную. Чтобы не засорять основную землю, можно сделать виртуальную землю, и шунт им. Назара (двухполярный, показан 1 для краткости), например так:

   

Насколько это хорошая/плохая идея? Какие могут быть подводные камни?

Симулируется вроде неплохо:
   

[begemot]

Земли между платками усилителя и шумным устройством-соединяются?

[mellowman]

Земли между платками усилителя и шумным устройством-соединяются?

Да, шумное устройство должно обрабатывать входной сигнал :)

[BesPav]

Поставить AD8065 и сделать активную землю шумному, не?

[mellowman]

Поставить AD8065 и сделать активную землю шумному, не?

Не совсем понял вопрос, я вроде это и нарисовал? Ну только lt1220 и умощнил немного :) хотя в принципе наверно можно и голый оу применить, ток должен быть не большой

Ну вообще конечно с умощнением как-то спокойнее :)

[begemot]

Т.е. надо избежать пролезания шума по земле или по питанию в усилитель?
Для этого надо чтоб ток помехи замыкался локально на шумной плате.
Считаем что устройства не имеют связи по воздуху.
Устройство потребляет от питания усилителя постоянный и переменный ток.
Постоянный-от этого никуда не деться, переменный-импеданс для возврата должен быть значительно больше чем
для локального замыкания.

[mellowman]

Т.е. надо избежать пролезания шума по земле или по питанию в усилитель?

По питанию ещё относительно терпимо, думаю конденсаторы на плате усилителя с ними справятся, да и RC фильтров можно поставить, а вот с землёй сложнее.

Для этого надо чтоб ток помехи замыкался локально на шумной плате.
Считаем что устройства не имеют связи по воздуху.
Устройство потребляет от питания усилителя постоянный и переменный ток.
Постоянный-от этого никуда не деться, переменный-импеданс для возврата должен быть значительно больше чем
для локального замыкания.

Шунт в правой части как раз это и делает? Потребление становится почти совсем постоянным. Постоянного тока не жалко, на фоне того, сколько ест усилитель, 20-40 мА незаметно :)

Если думать в терминах импеданса, то вроде как хватит просто резистора в питании, достаточного количества местных кондёров и шунта, но без активной виртуальной земли. Будет разница только в постоянном смещении земли шумной платы, относительно основной, на величину тока сливаемого в землю шунтами * Rземляного_провода?

[begemot]

то вроде как хватит просто резистора в питании

Грубо говоря-да.
При маленьком токе потрбления резисторов в питании и местных конденсаторов должно быть вполне достаточно.
Надо только помнить что резисторы в цепях питания могут иногда приводить к нестабильности питаемого устройства.
Ну, надо после сборки проверить что нет побочных эффектов.

[mellowman]

Надо только помнить что резисторы в цепях питания могут иногда приводить к нестабильности питаемого устройства.

Там стаб будет, нужно более-менее точное напряжение питания. И получается по земле ещё будут бегать шумы (белые) шунтов.

А если по схеме активной земли из верхнего поста, какие-то недостатки есть, кроме того что больше паять и платить? :) Всё таки кажется лучше сливать шумы в питание, чем в сигнальную землю, хотелось бы взвесить плюсы и минусы виртуальной земли

[begemot]

Какие шумы? Куда бегать? Что втекает через питание-вытекает через землю

[mellowman]

Какие шумы? Куда бегать? Что втекает через питание-вытекает через землю

Симульнул и правда что-то не очень много бегает :)

Хотя, вот, если добавить пульсации по основному питанию, то всё-таки начинают бег:

   

Ось времени условная. Т.е. пульсации с питания частично прокидиваются в чистую сигнальную землю, а не на грязную БП-шную

[begemot]

Ну Вам сопсно важно какой ток течёт в R14
А что, 1мА - уже шумно?

[mellowman]

Ну Вам сопсно важно какой ток течёт в R14

Да, в идеале от него бы совсем избавиться, или в крайнем случае сделать постоянным :)

[begemot]

Ну так посмотрите как он меняется когда меняется значение R15 и конденсатора

[mellowman]

Да, это из-за условной оси времени, там конечно не милливольты будут, но всё равно не нравится идея, хоть и небольшого, но не нужного загрязнения чистой земли. Можно ещё один местный RC поставить, чтобы подавить основные пульсации, это более менее понятно. Про активную землю лучше расскажите, почему так сильно против неё, а за пассивную фильтрацию? :)

[begemot]

Я не против, это сложнее.

[mellowman]

Я не против, это сложнее.

Сложнее, это да.

Но с "пассивной" землёй всё-таки подозрительно, хотя внятного примера насимулировать пока не получилось :)

[begemot]

Тут есть несколько нюансов. Представьте что R14 у Вас близко к 0. Вы выравниваете напряжение между землями. С какой-то точностью. Но у Вас практически нет ошибки напряжения, что означает что ток выравниваться почти не будет. Но он всё равно возвращается назад. Такой-же грязный. А значит он может создавать помеху где-то в цепи "чистого" тока на основной плате.

[mellowman]

Тут есть несколько нюансов. Представьте что R14 у Вас близко к 0. Вы выравниваете напряжение между землями. С какой-то точностью. Но у Вас практически нет ошибки напряжения, что означает что ток выравниваться почти не будет. Но он всё равно возвращается назад. Такой-же грязный. А значит он может создавать помеху где-то в цепи "чистого" тока на основной плате.

Хм, этого тоже хорошо бы не допускать :)

Я вот так себе представляю ситуацию. Имеем общий скелет:
   

Вариант 1, активная земля: всё что u3 нашумит сливается в противоположную шину питания, и нам более-менее всё равно чего он там нашумел, это будет ослаблено на PSRR. По основной земле протекают только токи стабилитронов, и даже от них можно избавиться, оторвать от земли, только защитить +вход U1 (в схеме в первом посте), чтобы это сильно далеко от земли не уплывало.

Вариант 2, пассивная: все неравномерности потребления от + и - шин сливаются в clean_gnd через R18. Вот шунт Назара, он производит небольшой шум (любой транзистор шумит), и даже если поставить шунт от +питания и такой же на -, шумы всё равно складываются, т.к. они шумы. Плюс пока мне кажется pre-amp будет потреблять от плюса больше, поэтому и хочется это всё изолировать куда подальше.

Активный вариант сложнее, но кажется надёжнее, в пассивном вроде тоже можно извернуться, но надо больше думать :)

Ну есть ещё 3й вариант, отдельный бп, но это совсем не хочется :)

[s3t]

Земли соединять не обязательно)) = дифф приемник на шумной стороне.
Ну и сам "элкондер" как-бы подразумевает, он по сути тебе и активная земля в подарок.

Драйвер активной земли - она как-бы отделена в схемке, но стоит по ней пустить ток, так этот ток потечет через вцц-вдд драйвера земли прямохонько через ее байпасы в самую настоящую землю.
т.е. это та-же самая обычная земля with extra steps.