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En el nuevo diseño del convertidor, la mayoría de los convertidores analógicos y digitales se han convertido en convertidores digitales. Incluso con este cambio, el diseño de cableado del Circuito de PCB no ha cambiado. Este artículo introducirá el método de cableado con un amortiguador aproximado continuo y un convertidor analógico - digital Sigma - delta. Al principio, la mayoría de los ADC en el chip todavía estaban compuestos por circuitos analógicos. Debido a la mejora del diseño de pcb, la mayoría de los convertidores analógicos y digitales lentos se han convertido en convertidores digitales. Incluso si el chip cambia de analógico a digital, el trabajo de cableado de la placa de circuito no ha cambiado. La situación sigue siendo la misma. Cuando el diseñador de cableado procesa el circuito de señal mixta, todavía necesita conocimientos básicos de cableado si quiere que el cableado funcione bien. Este artículo discutirá el método de cableado utilizando amortiguadores de aproximación continua (sar) y placas de circuito de convertidor analógico - digital Sigma - delta.
Cableado de convertidor de amortiguación aproximada continua
La resolución del convertidor analógico - digital SAR es de 8, 10, 12, 16, y a veces 18. Al principio, el proceso de fabricación y la estructura de estos convertidores eran dos portadores y una red de resistencias trapezoidales R - 2r, respectivamente. Sin embargo, estos componentes se han convertido recientemente en un proceso de fabricación CMOS que utiliza tecnología de carga y distribución de condensadores, y el cableado del sistema de estos convertidores no cambiará con esta transformación. Además de los componentes de alta resolución, el método básico de cableado se mantiene sin cambios. Estos componentes deben prestar más atención a evitar la retroalimentación digital de la interfaz de salida serie o paralela del convertidor.
Para estimar las diferentes estructuras de bloques del sistema de circuitos y el chip, el convertidor SAR es obviamente un dispositivo analógico.
En este diagrama de bloques, el muestreo / retención, el comparador, la mayoría de los convertidores analógicos y digitales y el SAR de 12 bits son analógicos; El resto del circuito es digital. Por lo tanto, los circuitos analógicos en el convertidor consumen la mayor parte de la Potencia y la corriente. Además de la pequeña corriente de conmutación que aparece en el convertidor digital - analógico y la interfaz, el circuito digital consume una corriente muy pequeña.
Este tipo de convertidor tiene varios pines de tierra y de alimentación. Estos nombres de pin a menudo se malinterpretan como capaces de distinguir números o analogías en función de sus nombres de pin. Sin embargo, el nombre de estos Pines no indica claramente que estén conectados al sistema y a la placa de circuito. Están diseñadas para distinguir cómo las corrientes digitales y analógicas salen del chip. Conocer esta información y entender que los componentes principales del chip son analógicos, colocando así el cable de alimentación y el cable de tierra en el mismo plano, por ejemplo, la superficie simulada se vuelve significativa.
Estos componentes suelen tener dos pines de tierra retirados del chip: agnd y dgnd. La fuente de alimentación solo utiliza un pin. Al cableado de la placa de circuito del chip, agnd y dgnd deben conectarse al plano de tierra analógico; Los pines de alimentación analógicos y digitales también deben estar conectados al plano de alimentación analógica, o al menos a los rastros de Potencia analógicos, añadir condensadores de derivación adecuados y estar lo más cerca posible del suelo y los pines de alimentación. La única razón por la que estos componentes, como el mcp3201, solo tienen un pin de tierra y un pin de alimentación es la limitación del número de pines encapsulados. Sin embargo, si los pines digitales y analógicos están separados, el convertidor tendrá una buena precisión y reproducibilidad.
El método de cableado de energía de todos los convertidores es: conectar todos los pines de alimentación de tierra, positiva y negativa a la superficie simulada. Además, se conectan los pines "com" o "in" relacionados con la señal de entrada a una posición lo más cercana posible al suelo de la señal.
Los convertidores SAR de alta resolución (convertidores de 16 y 18 bits) deben considerar la separación del ruido digital de los convertidores analógicos silenciosos y los planos de potencia. Al conectar estos componentes al microcontrolador, se deben utilizar amortiguadores digitales externos para lograr un entorno de operación limpio; Aunque estos tipos de convertidores SAR suelen tener un doble amortiguador interno en la salida digital, el uso de un amortiguador externo reduce aún más el aislamiento del circuito analógico interno del ruido del bus digital. Tratamiento adecuado de la fuente de alimentación del sistema.
Leyenda: cuando se utiliza un convertidor analógico - digital SAR de alta resolución, la fuente de alimentación y el suelo del convertidor deben conectarse a la superficie analógica. La salida digital del convertidor analógico - digital debe tener un amortiguador y debe utilizar un amortiguador de salida externo de tres Estados. Estos amortiguadores separan el lado analógico del lado digital y proporcionan una alta capacidad de conducción.
Método preciso de cableado Sigma - Delta
El convertidor analógico - digital Sigma - Delta más preciso del chip es digital. En la fabricación temprana de este convertidor, el usuario separó el ruido digital del ruido analógico a través de la superficie de la lámina de cobre de la placa de circuito. El convertidor analógico - digital SAR puede tener múltiples Pines analógicos a tierra, Pines digitales a tierra y pines de alimentación. Del mismo modo, la tendencia general de los ingenieros de diseño digital o analógico es conectar estos Pines a varios planos de tierra o fuente de alimentación por separado. Desafortunadamente, esta tendencia puede ser engañosa, especialmente al resolver el problema del ruido de los componentes de precisión de 16 a 24 dígitos.
El convertidor Sigma - Delta de alta resolución con una tasa de conversión de datos de 10 Hz puede tener una frecuencia (interna o externa) de hasta 10 MHz o 20 mhz. Esta alta frecuencia se utiliza para mantener el funcionamiento del regulador y el circuito del motor de supermuestreo. Al igual que en el caso del convertidor sar, los pines agnd y dgnd del componente están conectados al mismo plano de tierra. Además, los pines de alimentación analógicos y digitales deben estar conectados, preferiblemente en la misma capa de la placa de circuito. Los requisitos analógicos y digitales en el plano de potencia son los mismos que los de los convertidores SAR de alta resolución.
El plano del suelo es necesario, lo que significa que se necesita al menos una placa de doble capa. En este doble piso, el plano del suelo debe cubrir al menos el 75% de la superficie. El objetivo del plano de tierra es reducir la resistencia a la tierra y la inducción, y aislar la interferencia electromagnética y la interferencia de ondas de radio. Si el rastro de señal pasa inevitablemente por el plano de tierra de la placa de circuito, el rastro de señal debe ser lo más corto posible y perpendicular al camino de retorno de la corriente de tierra.
Conclusiones
No es necesario separar los convertidores analógicos a digital de baja resolución, por ejemplo, los pines analógicos y digitales de los convertidores de 6, 8 o incluso 10 dígitos. Sin embargo, a medida que aumenta la resolución / precisión del convertidor seleccionado, las condiciones de cableado se vuelven más estrictas. SAR de alta resolución y convertidor analógico - digital Sigma - delta, dos componentes que deben conectarse directamente al suelo analógico de bajo ruido y al plano de alimentación.
Lo anterior es la introducción de la tecnología de cableado de PCB de convertidor analógico - digital de alta precisión y alta resolución. El IPCB también ofrece fabricantes de PCB y tecnología de fabricación de pcb.
