p>Analog-to-digital (A/D) converters have their origins in the analog paradigm, di mana sebahagian besar silikon fizik adalah analog. Dengan pembangunan topologi rancangan baru, paradigma ini telah berevolusi ke pemerintahan digital dalam kelajuan rendah A/Penukar D. Walaupun A/Penukar D pada-cip didominasi oleh analog ke digital didominasi, peraturan penghalaan
Papan PCB tidak berubah. Bila penghala perancang merancang sirkuit isyarat-campuran, pengetahuan laluan kritik masih diperlukan untuk laluan yang efektif. Artikel ini akan mengambil kiraan berturut-turut A/D penukar dan sigma-delta A/Penukar D sebagai contoh untuk membincangkan strategi bentangan PCB yang diperlukan untuk A/Penukar D.
Perkiraan berturut-turut A/Penukar D tersedia dalam 8-bit, 10- bit, 12- bit, Resolusi 16-bit dan 18-bit. Pada awalnya, proses dan pembangunan penukar ini adalah bipolar dengan tangga resistor R-2R. Baru-baru ini, bagaimanapun, peranti ini telah dipindahkan ke proses CMOS menggunakan topologi distribusi muatan kapasitif. Jelas, migrasi ini tidak mengubah strategi kawat sistem untuk penyukar ini. Except for the higher resolution devices, kaedah laluan asas adalah sama. Untuk peranti ini, perlukan perhatian istimewa untuk mencegah balas balik digital dari antaramuka output siri atau selari penukar. Dalam bentuk sirkuit dan sumber-cip yang didedikasikan kepada domain yang berbeza, analog menguasai kiraan berturut-turut A/Penukar D. Figure 1 adalah diagram blok bagi kiraan CMOS 12-bit berturut-turut A/Penukar D.
Dalam diagram blok ini, sampel/Tahan, komparator, most of the digital-to-analog converter (DAC), dan pendekatan 12-bit berturut-turut A/Penukar D adalah semua analog. Sisanya sirkuit adalah digital. Oleh itu, kebanyakan tenaga dan arus yang diperlukan oleh penyukar ini pergi ke sirkuit analog dalaman. Peranti ini memerlukan semasa digital yang sangat sedikit dan hanya sejumlah penukaran kecil berlaku dalam D/Penukar dan antaramuka digital. These types of converters can have multiple ground and power connection pins. Nama pin sering menyesatkan kerana sambungan analog dan digital boleh dibedakan dengan nombor pin. Nombor ini tidak bermaksud untuk menggambarkan sambungan sistem ke Papan PCB, tetapi untuk menentukan bagaimana arus digital dan analog mengalir keluar dari cip. Mengetahui maklumat ini, dan mengetahui bahawa sumber utama yang dikonsumsi pada cip adalah analog, it makes sense to connect the power and ground pins on the same plane (like the analog plane).
Untuk peranti ini, dua pins tanah biasanya dihimpunkan dari cip: AGND dan DGND. Sumber tenaga mempunyai pin keluar. Apabila menggunakan cip ini untuk Papan PCB routing, AGND dan DGND patut disambung ke pesawat tanah analog. Pins kuasa analog dan digital juga sepatutnya disambung ke pesawat kuasa analog atau sekurang-kurangnya kereta kuasa analog dengan kondensator bypass yang sesuai dengan setiap pin kuasa sebanyak mungkin. Peranti seperti MCP3201 hanya mempunyai satu pin tanah dan satu pin bekalan kuasa positif disebabkan keterangan kiraan pin pakej. Namun, pengisahan tanah meningkatkan kemungkinan pembuka akan baik dan boleh diulang. Untuk semua penukar ini, strategi kuasa sepatutnya menyambung semua tanah, titik kuasa positif dan negatif ke aras analog. Juga, pin 'COM' atau pin 'IN' yang berkaitan dengan isyarat input sepatutnya disambung dengan tanah isyarat sebanyak mungkin. Untuk pendekatan resolution yang lebih tinggi berturut-turut A/Penukar D (16- and 18-bit converters), perawatan tambahan diperlukan untuk mengisolasi bunyi digital dari penyukar analog "tenang" dan pesawat kuasa. Apabila melintasi peranti ini dengan pengendali mikro, penimbal digital luaran patut digunakan untuk operasi tanpa bunyi. Although these types of successive approximation A/Penukar D biasanya mempunyai penimbal ganda dalaman pada sisi output digital, penimbal luaran digunakan untuk mengisolasi sirkuit analog dalam penyukar daripada bunyi bas digital.
Kebanyakan kawasan silikon dari sigma-delta A tinggi/Penukar D adalah digital. Pada hari awal produksi penukar seperti itu, perubahan dalam paradigma ini meminta pengguna menggunakan pesawat PCB untuk mengisolasi bunyi digital dari bunyi analog. Seperti kiraan berturut-turut A/Penukar Ds, jenis A ini/Penukar D mungkin mempunyai banyak tanah analog, tanah digital, dan pin bekalan kuasa. jurutera desain digital atau analog biasanya lebih suka memisahkan pin ini dan menyambungkannya dengan pesawat yang berbeza. Namun, kecenderungan ini salah, terutama bila anda cuba menyelesaikan masalah bunyi yang berat dari peranti 16-bit hingga 24-bit. Untuk sigma-delta A resolusi tinggi/Penukar D dengan kadar data 10Hz, the clock (internal or external) applied to the converter may be 10MHz or 20MHz. Jam frekuensi tinggi ini digunakan untuk tukar modulator dan jalankan enjin penyampilan berlebihan. Untuk sirkuit ini, pin AGND dan DGND disambungkan bersama-sama pada pesawat tanah yang sama seperti dalam kiraan A berturut-turut/D converter. Juga, pins kuasa analog dan digital lebih baik disambungkan bersama-sama pada pesawat yang sama. Keperluan untuk pesawat kuasa analog dan digital adalah sama seperti untuk persekitaran A berturut-turut resolusi tinggi/Penukar D. Pasti ada pesawat tanah., yang bermakna sekurang-kurangnya papan dua sisi. Pada papan dua sisi ini, pesawat tanah sepatutnya meliputi sekurang-kurangnya 75% seluruh kawasan papan. Tujuan lapisan pesawat tanah adalah untuk mengurangi impedance tanah dan reaksi induktif, and to provide shielding against electromagnetic interference (EMI) and radio frequency interference (RFI). Jika jejak sambungan dalaman diperlukan pada sisi pesawat tanah papan, simpan jejak sebagai pendek yang mungkin dan tegak ke tanah kembali semasa.
Untuk A rendah/Penukar D, seperti enam..., 8-, atau mungkin 10 bit A/Penukar D, ia adalah baik bahawa pin analog dan digital tidak dipisahkan. Tetapi sebagai pilihan anda penukar dan resolusi meningkat, begitu juga keperluan kabel. Perkiraan berturut-turut resolution tinggi A/D penukar dan sigma-delta A/Penukar D memerlukan sambungan langsung ke
Papan PCB low-noise analog ground and power planes.
