關(guān)于混合信號接地，這些知識點很重要！
發(fā)布時間：2021-03-01 14:51:28 點擊次數(shù)：135
關(guān)于混合信號接地的困惑本源
大多數(shù)ADC，DAC和其他混合信號設(shè)備數(shù)據(jù)手冊都研討了單個PCB的接地，通常是制造商自己的評估板。將這些法則應(yīng)用于doka或multiADC/DAC系統(tǒng)時，它將通常會讓人們深感困惑。通常提議將PCB接地層分成模擬和數(shù)字層，將轉(zhuǎn)換器的AGND和DGND引腳連接在一起，并在同一點連接模擬和數(shù)字接地層。
這基本上會在混合信號設(shè)備上產(chǎn)生一個系統(tǒng)“星”。所有高噪聲數(shù)字電流都通過數(shù)字電源注入數(shù)字接地層，然后回到到數(shù)字電源。它與電路板的敏感模擬部分隔離。系統(tǒng)星形接地構(gòu)造出現(xiàn)在混合信號設(shè)備中，其中模擬和數(shù)字接地層連接在一起。
此方法通常用于具有單個PCB和單個ADC/DAC的簡便系統(tǒng)，不適用于多卡混合信號系統(tǒng)。在具有多個PCB或PCB在不同的ADC（甚至在同一DAC）上的系統(tǒng)中，模擬和數(shù)字接地層連接在多個點，從而可以確立接地環(huán)路，而單點“星形”接地系統(tǒng)是不或許的。由于上述緣故，該接地方法不適用于多卡系統(tǒng)。上面的方法應(yīng)當(dāng)用于低數(shù)字電流的混合信號IC。
低數(shù)字電流的混合信號IC的接地和去耦
須要將諸如放大器和參考電壓之類的敏感模擬元件作為參考，并去耦至模擬接地層。ADC和DAC（以及其他混合信號IC）具有低數(shù)字電流通常應(yīng)被視為模擬元件，乍一看，此要求似乎有點分歧，因為轉(zhuǎn)換器具有模擬和數(shù)字接口，并且通常具有指定為模擬接地（AGND）和數(shù)字接地（@nz）的引腳@）。圖DGND可協(xié)助說明這一難題。
圖 2。內(nèi)部數(shù)字電流低時混合信號IC正確接地
模擬和數(shù)字電路IC（例如ADC或DAC）內(nèi)部都通常維持接地，以免將數(shù)字信號耦合到模擬電路中。圖2顯示了一個簡便的轉(zhuǎn)換器模型將芯片焊盤連接到封裝引腳將不可避免地產(chǎn)生引線鍵合電感和電阻。IC設(shè)計師對此無能為力，只是想清楚自己的意念，快速變動的數(shù)字電流在b點產(chǎn)生電壓，并且不可避免地會通過雜散電容CSTRAY耦合到模擬電路的a點。此外，IC封裝的每對相鄰引腳之間約有0.2pF雜散電容，這也是不可避免的！IC設(shè)計師的任務(wù)是掃除這種影響并使芯片正常工作。
但是，為了預(yù)防更進(jìn)一步的耦合，AGND和DGND應(yīng)當(dāng)以最短的引線從外部連接并連接到模擬接地層。DGND連接中的任何附加阻抗都會在b點產(chǎn)生更多的數(shù)字噪聲。反過來，更多的數(shù)字噪聲將通過雜散電容耦合到模擬電路。請注意，將DGND連接到數(shù)字接地層會在AGND和DGND引腳的兩邊強加VNOISE，從而造成嚴(yán)重的噪聲。疑問！
稱謂“DGND”表示此引腳連接到IC的數(shù)字地，但并不表示此引腳須要連接到系統(tǒng)的數(shù)字地?？梢詫⑵涓鼫?zhǔn)確地叫做IC的內(nèi)部“數(shù)字循環(huán)”。
這種安排的確也許給模擬接地層帶來少量數(shù)字噪聲，但是只要轉(zhuǎn)換器輸出不驅(qū)動大扇出（通常不是以此方法設(shè)計），這些電流就十分小。最大限度地縮減轉(zhuǎn)換器數(shù)字端口上的扇出（這也意味著較低的電流），還使轉(zhuǎn)換器邏輯變換波形受到振鈴的影響較小，并盡可能下降數(shù)字開關(guān)電流，從而縮減了轉(zhuǎn)換器的輸出模擬端口耦合：通過插入一個有損耗的鐵氧體磁珠，如圖2所示，可以將邏輯電源引腳pin（VD）與模擬電源更進(jìn)一步隔離。轉(zhuǎn)換器將通過去耦電容從VD到DGND注入小環(huán)路（該路徑由圖中的紅線表示）。因此，瞬態(tài)數(shù)字電流不會出現(xiàn)在外部模擬接地層上，但僅限于循環(huán)。VDpindecoupling電容應(yīng)盡可能鄰近轉(zhuǎn)換器安裝，以減少寄生電感。去耦電容應(yīng)為低電感陶瓷類別，通常在0.01μF（10nF）和0.1μF（100之間）之間nF）。
同樣，并未一種適用于所有應(yīng)用的接地方案，但是，通過明了選件并預(yù)先制訂規(guī)范，可以大大縮減疑問。
