关于混合信号接地，这些知识点很重要
发布时间：2020-12-24 10:40:14 点击次数：276
关于混合信号接地的困惑本源
大多数ADC，DAC和其他混合信号设备数据手册都研讨了单个PCB的接地，通常是制造商自己的评估板。将这些法则应用于doka或multiADC/DAC系统时，它将通常会让人们觉得困惑。通常提议将PCB接地层分成模拟和数字层，将转换器的AGND和DGND引脚连接在一起，并在同一点连接模拟和数字接地层，如图1所示。
图1.混合信号IC接地：单个PCB（典型评估/测试板）
这基本上会在混合信号设备上产生一个系统“星”。所有高噪声数字电流都通过数字电源注入数字接地层，然后回到到数字电源。它与电路板的敏感模拟部分隔离。系统星形接地构造出现在混合信号设备中，其中模拟和数字接地层连接在一起。
此方法通常用于具有单个PCB和单个ADC/DAC的简便系统，不适用于多卡混合信号系统。在具有多个PCB或PCB在不同的ADC（甚至在同一DAC）上的系统中，模拟和数字接地层连接在多个点，从而可以成立接地环路，而单点“星形”接地系统是不或许的。由于上述缘故，该接地方法不适用于多卡系统。上面的方法应当用于低数字电流的混合信号IC。
低数字电流的混合信号IC的接地和去耦
须要将诸如放大器和参考电压之类的敏感模拟元件作为参考，并去耦至模拟接地层。ADC和DAC（以及其他混合信号IC）具有低数字电流通常应被视为模拟元件，乍一看，此要求似乎有点分歧，因为转换器具有模拟和数字接口，并且通常具有指定为模拟接地（AGND）和数字接地（@nz）的引脚@）。图DGND可协助说明这一难题。
图 2。内部数字电流低时混合信号IC正确接地
模拟和数字电路IC（例如ADC或DAC）内部都通常维持接地，以免将数字信号耦合到模拟电路中。图2显示了一个简便的转换器模型将芯片焊盘连接到封装引脚将不可避免地产生引线键合电感和电阻。IC设计师对此无能为力，只是想清楚自己的意念，很快变动的数字电流在b点产生电压，并且不可避免地会通过杂散电容CSTRAY耦合到模拟电路的a点。此外，IC封装的每对相邻引脚之间约有0.2pF杂散电容，这也是不可避免的！IC设计师的任务是扫除这种影响并使芯片正常工作。
但是，为了防范更进一步的耦合，AGND和DGND应当以最短的引线从外部连接并连接到模拟接地层。DGND连接中的任何附加阻抗都会在b点产生更多的数字噪声。反过来，更多的数字噪声将通过杂散电容耦合到模拟电路。请注意，将DGND连接到数字接地层会在AGND和DGND引脚的两边强加VNOISE，从而致使严重的噪声。疑问！
称谓“DGND”表示此引脚连接到IC的数字地，但并不表示此引脚须要连接到系统的数字地。可以将其更准确地叫做IC的内部“数字循环”。
这种安排的确或许给模拟接地层带来少量数字噪声，但是只要转换器输出不驱动大扇出（通常不是以此方法设计），这些电流就十分小。最大限度地减小转换器数字端口上的扇出（这也意味着较低的电流），还使转换器逻辑变换波形受到振铃的影响较小，并尽可能减低数字开关电流，从而缩减了转换器的输出模拟端口耦合：通过插入一个有损耗的铁氧体磁珠，如图2所示，可以将逻辑电源引脚pin（VD）与模拟电源更进一步隔离。转换器将通过去耦电容从VD到DGND注入小环路（该路径由图中的红线表示）。因此，瞬态数字电流不会出现在外部模拟接地层上，但仅限于循环。VDpindecoupling电容应尽可能临近转换器安装，以减少寄生电感。去耦电容应为低电感陶瓷类别，通常在0.01μF（10nF）和0.1μF（100之间）之间nF）。
同样，从未一种适用于所有应用的接地方案，但是，通过明了选件并先行制订准则，可以大大减小疑问。
