A/D変換のグランド分離について

質問

A/D変換についての解説本で，アナログ接地とデジタル接地を分離することが重要との記述があります。しかし，それを実現する方法が，A/D変換器のアナロググランド端子とデジタルグランド端子を短絡することだとあります。
何となく矛盾しているようでよく分かりません。
どなたか分かり易くご説明いただけないでしょうか？
よろしくお願いいたします。

回答No.3

bkbkb · ベストアンサー

アナログの回路とデジタルの回路のGNDが、回路にならないようにするため、です。

回路図上のGNDと言えばどこでも常に同じGNDで、0V!で電流もなし！なイメージですが、実際の回路では「配線」なので抵抗もあるし電位差もあるし電流も流れてしまいます。
つまり実回路のGNDは理想的なGNDじゃなく、GNDの回路が出来ています。
ここで、アナログのGNDとデジタルのGNDが共通だったとすると、アナログの信号がGNDを通る時に微弱な電圧を発生させ（つまりGNDが0Vではなくなる）、出力は当然GNDからの電位なので、信号が変化してデジタル側のノイズとなります。逆もしかりで、デジタル側の信号が出た場合はアナログ側のノイズとなってしまいます。
だから、デジタルとアナログのGNDは分離しなければいけません、っていうことですね。
ですが、電源や周辺回路などの都合で、アナログのGNDとデジタルのGNDを完全に切ることはできません。アナログのGNDとデジタルのGNDは同じ電位じゃないとダメなんです。
だから、アナログとデジタルのGNDを同じ電位にしつつ、回路として分離する必要があるんです。
その解決方法として、（アナログとデジタルの間のGNDの電気抵抗をとにかく下げるために）アナログとデジタルの境目である変換器のところでGNDを短絡し、なるべくアナログのGNDとデジタルのGND間で「GNDの回路」が発生しないようにするんです。
回路が無ければ信号が重なることもないので、アナログのGNDとデジタルのGNDを分離しながら、電位を同じにすることが出来ます。

お礼

回答ありがとうございます

ＡＧとＤＧの電位差を考慮して
ＡＤのところで短絡するということですね。

よくわかりました

＊回答いただいた皆様へ
回答ありがとうございました。
分離ということが、完全な分離のことを指すわけでないということが解って、合点がいきました。
ありがとうございました。

回答No.2

anachrockt

回路のグラウンド（グランドとゆう言い方は電子回路ではほとんど聞かない）は，アナログとデジタルで接続されていないと，チャンと動作しません．
A/D変換ICもアナログ・グラウンド端子とデジタル・グラウンド端子を接続しないと動作しません．
接続の仕方は，A#1で書かれているように，A/D変換の性能を確保するため，デジタル信号とアナログ信号が同一ラインに流れないようにする必要があります．
それが，A/D変換ICのところでアナログ・グラウンド端子とデジタル・グラウンド端子を1点で接続しなさいとゆうことです．
回路は，文字通り「回り路」ですから，1点だけで接続しても，デジタル信号とアナログ信号は同一ラインに流れることはありません．

A/D変換ICが2個以上あった場合は，各A/D変換ICのところでグラウンド端子を接続すると，多点で接続され，デジタル信号とアナログ信号が同一ラインに流れます．
その場合は，各A/D変換ICのグラウンド端子はアナログ回路と考え，後ろにマルチプレクサをおいて，それ以降をデジタル回路とするか，工夫してトランスやホトカップラで分離するとかします．
詳細は，A/D変換ICメーカーの技術資料に載ってます．

お礼

回答ありがとうございます

基本1点接続ということを考えると、
自然と引き回しが別々になる。

どこかで繋がなければ正常に動作しないのであれば
それはADの部分である

と、だんだん思えるようになりました

回答No.1

KEN_2

『アナログ接地とデジタル接地を分離する』の意味は、
アナロググランドラインとデジタルグランドを完全に別々に引き回し、アナログラインにデジタルのグランド信号を流さないことです。

『A/D変換器のアナロググランド端子とデジタルグランド端子を短絡する。』は、
A/D変換器の部分でアナロググランドとデジタルグランドが必ず接続される形になりますので、ここ以外でグランドを接続してはいけません。
下記の図を参照してください。

　アナログ入力　⇒　A/D変換器　⇒　デジタル部　⇒　他の回路
　　アナロググランド　∥　デジタルグランド
　　　　　　　　　＝＝＝＝＝　ここで接続する

＃アナロググランドのラインにデジタルグランドの信号が流れると、入力信号にノイズが混入するからです。

お礼

回答ありがとうございます

基本1点接続ということを考えると、
自然と引き回しが別々になる。

どこかで繋がなければ正常に動作しないのであれば
それはADの部分である

と、だんだん思えるようになりました