大多數混合信號器件的一般接地原則
發布時間:2019-10-31 責任編輯:lina
【導讀】對於所有模擬設計而言,接地都是一個不容忽視的問題,而在基於 PCB的電路中,適當實施接地也具有同等重要的意義。數字和模擬設計工程師傾向於從不同角度考察混合信號器件, 本期為大家介紹一個適用於大多數混合信號器件的一般接地原則。
對於所有模擬設計而言,接地都是一個不容忽視的問題,而在基於 PCB的電路中,適當實施接地也具有同等重要的意義。數字和模擬設計工程師傾向於從不同角度考察混合信號器件, 本期為大家介紹一個適用於大多數混合信號器件的一般接地原則。
為什麼需要單獨的數字地,模擬地?
數字電路具有噪聲,飽和邏輯(例如TTL和CMOS)在(zai)開(kai)關(guan)過(guo)程(cheng)中(zhong)會(hui)短(duan)暫(zan)地(di)從(cong)電(dian)源(yuan)吸(xi)入(ru)大(da)電(dian)流(liu)。但(dan)由(you)於(yu)邏(luo)輯(ji)級(ji)的(de)抗(kang)擾(rao)度(du)可(ke)達(da)數(shu)百(bai)毫(hao)伏(fu)以(yi)上(shang),因(yin)而(er)通(tong)常(chang)對(dui)電(dian)源(yuan)去(qu)耦(ou)的(de)要(yao)求(qiu)不(bu)高(gao)。相(xiang)反(fan),模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)非(fei)常(chang)容(rong)易(yi)受(shou)噪(zao)聲(sheng)影(ying)響(xiang),包(bao)括(kuo)在(zai)電(dian)源(yuan)軌(gui)和(he)接(jie)地(di)軌(gui)上(shang)。因(yin)此(ci),為(wei)了(le)防(fang)止(zhi)數(shu)字(zi)噪(zao)聲(sheng)影(ying)響(xiang)模(mo)擬(ni)性(xing)能(neng),應(ying)該(gai)把(ba)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)和(he)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)分(fen)開(kai)。這(zhe)種(zhong)分(fen)離(li)涉(she)及(ji)到(dao)接(jie)地(di)回(hui)路(lu)和(he)電(dian)源(yuan)軌(gui)的(de)分(fen)開(kai),對(dui)混(hun)合(he)信(xin)號(hao)係(xi)統(tong)而(er)言(yan)可(ke)能(neng)比(bi)較(jiao)麻(ma)煩(fan)。
raner,ruguogaojingduhunhexinhaoxitongyaochongfenfahuixingneng,zebixujuyoudandudemonidiheshuzidiyijidandudianyuan,zheyidianzhiguanzhongyao。shishishang,suiranyouxiemonidianlucaiyong+5V單電源供電運行,但並不意味著該電路可以與微處理器、動態RAM、電扇或其他高電流設備共用相同+5V高(gao)噪(zao)聲(sheng)電(dian)源(yuan)。模(mo)擬(ni)部(bu)分(fen)必(bi)須(xu)使(shi)用(yong)此(ci)類(lei)電(dian)源(yuan)以(yi)最(zui)高(gao)性(xing)能(neng)運(yun)行(xing),而(er)不(bu)隻(zhi)是(shi)保(bao)持(chi)運(yun)行(xing)。這(zhe)一(yi)差(cha)別(bie)必(bi)然(ran)要(yao)求(qiu)我(wo)們(men)對(dui)電(dian)源(yuan)軌(gui)和(he)接(jie)地(di)接(jie)口(kou)給(gei)予(yu)高(gao)度(du)注(zhu)意(yi)。
請注意,係統中的模擬地和數字地必須在某個點相連,以便讓信號都參考相同的電位。這個星點(也稱為模擬/數字公共點)要精心選擇,確保數字電流不會流入係統模擬部分的地。在電源處設置公共點通常比較便利。
關於AGND和DGND引腳
許多ADC和DAC都有單獨的“模擬地”(AGND)和“數字地”(DGND)引yin腳jiao。在zai設she備bei數shu據ju手shou冊ce上shang,通tong常chang建jian議yi用yong戶hu在zai器qi件jian封feng裝zhuang處chu將jiang這zhe些xie引yin腳jiao連lian在zai一yi起qi。這zhe點dian似si乎hu與yu要yao求qiu在zai電dian源yuan處chu連lian接jie模mo擬ni地di和he數shu字zi地di的de建jian議yi相xiang衝chong突tu;如果係統具有多個轉換器,這點似乎與要求在單點處連接模擬地和數字地的建議相衝突。
其實並不存在衝突。這些引腳的“模擬地”和“數字地”標記是指引腳所連接到的轉換器內部部分,而不是引腳必須連接到的係統地。對於ADC,zhelianggeyinjiaotongchangyinggailianzaiyiqi,ranhoulianjiedaoxitongdemonidi。youyuzhuanhuanqidemonibufenwufanaishoushuzidianliujingyouhanxianliuzhixinpianshichanshengdeyajiang,yinciwufazaiIC封裝內部將二者連接起來。但它們可以在外部連在一起。
ADC的接地連接
下圖顯示了ADC的de接jie地di連lian接jie這zhe一yi概gai念nian。這zhe樣yang的de引yin腳jiao接jie法fa會hui在zai一yi定ding程cheng度du上shang降jiang低di轉zhuan換huan器qi的de數shu字zi噪zao聲sheng抗kang擾rao度du,降jiang幅fu等deng於yu係xi統tong數shu字zi地di和he模mo擬ni地di之zhi間jian的de共gong模mo噪zao聲sheng量liang。但dan是shi,由you於yu數shu字zi噪zao聲sheng抗kang擾rao度du經jing常chang在zai數shu百bai或huo數shu千qian毫hao伏fu水shui平ping,因yin此ci一yi般ban不bu太tai可ke能neng有you問wen題ti。

數據轉換器的AGND和DGND引腳應返回到係統模擬地。
模(mo)擬(ni)噪(zao)聲(sheng)抗(kang)擾(rao)度(du)隻(zhi)會(hui)因(yin)轉(zhuan)換(huan)器(qi)本(ben)身(shen)的(de)外(wai)部(bu)數(shu)字(zi)電(dian)流(liu)流(liu)入(ru)模(mo)擬(ni)地(di)而(er)降(jiang)低(di)。這(zhe)些(xie)電(dian)流(liu)應(ying)該(gai)保(bao)持(chi)很(hen)小(xiao),通(tong)過(guo)確(que)保(bao)轉(zhuan)換(huan)器(qi)輸(shu)出(chu)沒(mei)有(you)高(gao)負(fu)載(zai),可(ke)以(yi)最(zui)大(da)程(cheng)度(du)地(di)減(jian)小(xiao)電(dian)流(liu)。實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)目(mu)標(biao)的(de)好(hao)方(fang)法(fa)是(shi)在(zai)ADC輸出端使用低輸入電流緩衝器,例如CMOS緩衝器–寄存器IC。
如果轉換器的邏輯電源利用一個小電阻隔離,並且通過0.1μF(100nF)電dian容rong去qu耦ou到dao模mo擬ni地di,則ze轉zhuan換huan器qi的de所suo有you快kuai速su邊bian沿yan數shu字zi電dian流liu都dou將jiang通tong過guo該gai電dian容rong流liu回hui地di,而er不bu會hui出chu現xian在zai外wai部bu地di電dian路lu中zhong。如ru果guo保bao持chi低di阻zu抗kang模mo擬ni地di,而er能neng夠gou充chong分fen保bao證zheng模mo擬ni性xing能neng,那na麼me外wai部bu數shu字zi地di電dian流liu所suo產chan生sheng的de額e外wai噪zao聲sheng基ji本ben上shang不bu會hui構gou成cheng問wen題ti。
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