大多数ADC、DAC和其他混合信号器件数据手册是针对单个PCB讨论接地,通常是制造商自己的评估板。将这些原理应用于多卡或多ADC/DAC系统时,就会让人感觉困惑茫然。通常建议将PCB接地层分为模拟层和数字层,并将转换器的 AGND 和 DGND 引脚连接在一起,并且在同一点连接模拟接地层和数字接地层,如图 1 所示。
这样就基本在混合信号器件上产生了系统“星型”接地。所有高噪声数字电流通过数字电源流入数字接地层,再返回数字电源;与电路板敏感的模拟部分隔离开。系统星型接地结构出现在混合信号器件中模拟和数字接地层连接在一起的位置。
该方法一般用于具有单个 PCB 和单个 ADC/DAC 的简单系统,不适合多卡混合信号系统。在不同PCB(甚至在相同 PCB 上)上具有数个ADC 或 DAC的系统中,模拟和数字接地层在多个点连接,使得建立接地环路成为可能,而单点“星型”接地系统则不可能。鉴于以上原因,此接地方法不适用于多卡系统,上述方法应当用于具有低数字电流的混合信号IC。
敏感的模拟元件,例如放大器和基准电压源,必须参考和去耦至模拟接地层。具有低数字电流的 ADC 和 DAC(和其他混合信号 IC)一般应视为模拟元件,同样接地并去耦至模拟接地层。乍看之下,这一要求似乎有些矛盾,因为转换器具有模拟和数字接口,且通常有指定为模拟接地(AGND)和数字接地(DGND)的引脚。图 2 有助于解释这一两难问题。
同时具有模拟和数字电路的 IC(例如 ADC 或 DAC)内部,接地通常保持独立,以免将数字信号耦合至模拟电路内。图 2 显示了一个简单的转换器模型。将芯片焊盘连接到封装引脚难免产生线焊电感和电阻,IC 设计人员对此是无能为力的,心中清楚即可。快速变化的数字电流在 B 点产生电压,且必然会通过杂散电容 CSTRAY耦合至模拟电路的 A 点。此外,IC 封装的每对相邻引脚间约有 0.2 pF的杂散电容,同样无法避免!IC 设计人员的任务是排除此影响让芯片正常工作。
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