PCB部落格 - A/D轉換器所需的PCB板佈局策略

模數（A/D）轉換器起源於類比範例， 其中大部分物理矽是類比的. 隨著新設計拓撲的發展, 這種模式已經演變為低速 A. 的數位優勢/ D 轉換器. 雖然/片上 D 轉換器以類比到數位為主, 的路由規則  印刷電路板 板 沒有改變. 當佈線設計者設計混合訊號電路時, 有效路由仍然需要關鍵路由知識. 本文將採用逐次逼近法/ D 轉換器和∑- Δ/ 以 D 轉換器為例，討論 A. 所需的 印刷電路板 佈局策略/ D 轉換器.

逐次逼近 每天 轉換器有 8. 比特,  10 比特,  12 比特,  16 比特和 18 比特分辯率. 開始, 這些轉換器的工藝和結構是雙極的，具有 R-2R型 電阻梯. 不久前, 然而, 這些器件已經遷移到使用電容電荷分佈拓撲的 金屬氧化物半導體 工藝. 清晰地, 此遷移並未改變這些轉換器的系統佈線策略. 除了更高分辯率的設備, 基本路由方法相同. 對於這些設備：, 需要特別注意防止來自轉換器串列或並行輸出介面的數位迴響. 就專用於不同領域的電路和片上資源而言, 類比主導逐次逼近 每天 轉換器. 圖 1. 是 12 比特 金屬氧化物半導體 逐次逼近 一 的框圖/ D 轉換器.

在這個框圖中, 樣品/持有, 比較器,  大多數數模轉換器（DAC）， 和 12 比特逐次逼近 每天 轉換器都是類比的. 電路的其餘部分是數位的. 因此, 該轉換器所需的大部分能量和電流流向內部類比電路. 該器件只需要很少的數位電流，在 承兌交單 轉換器和數位介面. 這些類型的轉換器可以具有多個接地和電源連接引脚. 管脚名稱通常具有誤導性，因為類比和數位連接可以通過管脚編號進行區分. 這些數位不用於描述與的系統連接  印刷電路板 板, 而是確定數位和類比電流如何流出晶片. 瞭解這些資訊, 並且知道晶片上消耗的主要資源是類比,  在同一平面（如類比平面）上連接電源和接地引脚是有意義的。

對於這些設備：, 兩個接地引脚通常來自晶片： 阿格德 和 DGND。 電源有一個插腳. 當將這些晶片用於  印刷電路板 板 路由,  阿格德 和 DGND公司 應連接至類比接地平面. 類比和數位電源引脚還應連接到類比電源平面或至少類比電源軌，並盡可能靠近每個電源引脚使用適當的旁路電容器. 由於封裝引脚數的限制，像 第201頁 這樣的設備只有一個接地引脚和一個正電源引脚. 然而, 隔離接地新增了轉換器良好和可重複的可能性. 對於所有這些轉換器, 電源策略應該是連接所有接地, 類比平面的正負電源引脚. 而且, 與輸入信號相關的 “COM” 引脚或 “在” 引脚應盡可能靠近訊號接地. 對於更高分辯率的逐次逼近， 每天 轉換器  （16比特和18比特轉換器）， 需要額外注意將數位雜訊與 “ 安靜”類比轉換器和電源平面隔離. 將這些設備與微控制器連接時, 外部數位緩衝器應用於無雜訊操作. 雖然這些類型的逐次逼近/ D 轉換器通常在數位輸出側具有內部雙緩衝器, 外部緩衝器用於進一步隔離轉換器中的類比電路與數位匯流排雜訊.

高∑ Δ/ 數位轉換器. 在這種轉換器生產的早期, 這種範式的轉變促使用戶使用 印刷電路板 平面將數位雜訊與類比雜訊隔離. 類似於逐次逼近 每天 轉換器 s 這些類型的/ D 轉換器可能有多個類比接地, 數位地面, 和電源引脚. 數位或類比設計工程師通常喜歡分離這些引脚，並將它們連接到不同的平面. 然而, 這種傾向是錯誤的, 特別是當您試圖解决 16 比特到 24 比特設備的嚴重雜訊問題時. 對於高解析度∑- Δ/ 資料速率為 10赫茲 的 D 轉換器,  施加到轉換器的時鐘（內部或外部）可以是10MHz或20MHz。 該高頻時鐘用於切換調製器並運行過採樣引擎. 對於這些電路：,  阿格德 和 DGND公司 引脚在同一接地平面上連接在一起，如在逐次逼近 A. 中/ D轉換器。 而且, 類比和數位電源引脚最好在同一平面上連接在一起. 類比和數位功率平面的要求與高解析度逐次逼近的要求相同/ D 轉換器. 一定有一個接地平面, 這意味著至少是雙面板. 在這個雙面板上, 接地平面應至少覆蓋整個電路板面積的 75%. 接地平面層的目的是降低接地阻抗和感抗,  並且提供對電磁干擾（EMI）和射頻干擾（RFI）的遮罩。 如果電路板接地平面側需要內部連接跡線, 使跡線盡可能短，並垂直於接地電流回路.

對於低 每天 轉換器, 例如六個-, 八-, 甚至可能是 10 比特 每天 轉換器, 類比和數位引脚不分開是很好的. 但隨著您對轉換器和分辯率的選擇新增, 佈線要求也是如此. 高解析度逐次逼近 每天 轉換器和∑- Δ/天 轉換器需要直接連接到  印刷電路板 板 低雜訊類比接地和電源平面.