[FAQ] [参考译文] [常见问题解答]高分辨率 ADC 的 PCB 布局指南和接地建议

有关任何特定于产品的布局指南、请参阅数据表：

我们的数据表通常包含布局指南部分...



以及布局示例...

有关通用 PCB 布局指南、请参阅以下资源：

• 高分辨率 PCB 布局技巧—第9节
• 高速放大器布局技巧 (一般技巧也适用于精密模拟电路)
•  用于降低 EMI (降低微控制器电路中的 EMI)的 PCB 设计指南

PCB 接地

使用混合信号器件时、有两种常见的 PCB 接地方法：

1. 独立(分离)的模拟和数字接地层
   模拟电路通常对噪声非常敏感、因此为了防止数字开关噪声耦合到敏感的模拟电路节点中、需要保持单独的接地平面、以便数字返回电流不会在模拟接地层上流动。 尽管接地是分开的、但它们通常必须在某个点连接在一起、以允许模拟、数字或混合信号器件相互通信。
   
   
2. 用于模拟和数字电路的单个接地平面
   或者、可以将模拟和数字电路划分为 PCB 上的不同区域或区域。 通过 控制这些电路之间的距离、数字返回电流与敏感模拟电路保持分离( 有关返回电流路径的详细信息、请参阅 www.ti.com/.../snaa113.pdf)。 通过提供一个较大的接地平面、接地平面阻抗会降低、信号之间的共阻抗耦合也会降低。
    
    

虽然没有一种正确的 PCB 布局方法、但我们看到使用第二种方法(单接地层)有一些优势：

• 从 EMI 的角度来看、单个实心接地层不太可能辐射或接收射频信号。
  请注意、分离接地层的形状与偶极天线的形状相似：
  
  它不仅是影响潜在 EMI 性能的接地平面形状、还包括许多其他因素。 有关 PCB 布局及其对 EMI 性能的影响的一些其他信息、我强烈建议阅读这篇由三部分组成的有关 EDN 的优秀文章系列：
  

  [EDN]设计 EMI PCB、第1部分：信号如何移动

  [EDN]设计 EMI PCB、第2部分：基本堆叠

  [EDN]设计 EMI PCB、第3部分：分区和布线

  
   
• 当布线不良时、分离接地平面布局方法更容易出现电流环路。
  这两种布局方法都依赖于对 PCB 上的模拟和数字电路进行分区。 但是、如果未正确实现分区、或者布线需要穿过接地分割布局中的接地层分割或间隙、则会形成较大的环路区域。 该环路使布线阻抗更加感性、并可能导致信号完整性问题、例如振铃。 此外、如果强制多个返回电流流经一个小型接地层连接、它们将容易发生共阻抗串扰。
  
  

  糟糕的布线会导致大电流环路(信号完整性较差)并通过共阻抗耦合进行串扰	桥接接接接接接接地平面连接上方的布线并扩大接地平面连接、可实现更好的信号完整性和更少的信号串扰

  
  请注意：右侧图像中的分离接地平面实现方案开始接近单个接地平面布局的方案！
   
   
  
  
• 大多数 ADC 上的模拟和数字接地未隔离、它们之间需要低阻抗连接！
  
  如果您要拆分模拟和数字接地层、则必须将模拟和数字接地端连接到 ADC 上、而不是 PCB 上的其他位置(请参阅上图)！ 原因有以下几个：
  
  
  1. 模拟和数字接地之间0.3V 或更高的电压差可能会损坏 ADC (请参阅数据表中的绝对最大额定值表)。 如果有 AVSS 引脚(双极电源选项)而不是 AGND (仅限单极电源)、则 AVSS 可能会变低、请参阅下面的...
     
     
     在分离接地平面方法中、这些接地未在 ADC 附近连接在一起、该连接将具有电感。 电感走线在电流瞬变期间容易出现电压尖峰、因此应尽可能降低接地之间的阻抗、以免损坏 ADC！
     
     注意：如果您使用双极模拟电源(例如 AVDD = 2.5V、AVSS =-2.5V)、则"模拟"接地仍为0V。 在分析模拟返回电流路径时、请确保有一条低阻抗路径返回到生成+/- 2.5V 电源的组件的"接地基准"。 例如、如果您使用 LM27762作为电源、则应将 LM27762的"GND"引脚视为模拟接地、所有模拟返回电流将流回至该接地。
       
      
  2. 所有非隔离式 ADC 的内部都有一个电平转换器、可在模拟和数字电路功能之间进行转换。 如果没有这种电平转换器、数字控制将无法运行 ADC 的任何模拟功能。 为了使该电平转换器正常工作、ADC 的模拟和数字接地必须处于(或接近)相同的电位。
     
     
     注意：对于通过该电平转换器路由的任何内部信号、其返回电流将需要流回其源。 因此、将有一些数字电流在模拟接地层上流动！ 为了防止这些电流对 AGND 电压产生影响并耦合到敏感的模拟电路中、最好保持模拟和数字接地之间的连接尽可能短(低阻抗)、以最大限度地减少"Vcross-tal"。