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)zaikaiguanguochengzhonghuiduanzandicongdianyuanxirudadianliu。danyouyuluojijidekangraodukedashubaihaofuyishang,yinertongchangduidianyuanquoudeyaoqiubugao。xiangfan,monidianlufeichangrongyishouzaoshengyingxiang,baokuozaidianyuanguihejiediguishang。yinci,weilefangzhishuzizaoshengyingxiangmonixingneng,yinggaibamonidianluheshuzidianlufenkai。zhezhongfenlishejidaojiedihuiluhedianyuanguidefenkai,duihunhexinhaoxitongeryankenengbijiaomafan。
然(ran)而(er),如(ru)果(guo)高(gao)精(jing)度(du)混(hun)合(he)信(xin)號(hao)係(xi)統(tong)要(yao)充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)性(xing)能(neng),則(ze)必(bi)須(xu)具(ju)有(you)單(dan)獨(du)的(de)模(mo)擬(ni)地(di)和(he)數(shu)字(zi)地(di)以(yi)及(ji)單(dan)獨(du)電(dian)源(yuan),這(zhe)一(yi)點(dian)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。事(shi)實(shi)上(shang),雖(sui)然(ran)有(you)些(xie)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)采(cai)用(yong)+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,這zhe兩liang個ge引yin腳jiao通tong常chang應ying該gai連lian在zai一yi起qi,然ran後hou連lian接jie到dao係xi統tong的de模mo擬ni地di。由you於yu轉zhuan換huan器qi的de模mo擬ni部bu分fen無wu法fa耐nai受shou數shu字zi電dian流liu經jing由you焊han線xian流liu至zhi芯xin片pian時shi產chan生sheng的de壓ya降jiang,因yin此ci無wu法fa在zaiIC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ADCdejiedilianjiezheyigainian。zheyangdeyinjiaojiefahuizaiyidingchengdushangjiangdizhuanhuanqideshuzizaoshengkangraodu,jiangfudengyuxitongshuzidihemonidizhijiandegongmozaoshengliang。danshi,youyushuzizaoshengkangraodujingchangzaishubaihuoshuqianhaofushuiping,yinciyibanbutaikenengyouwenti。

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zaiADC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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