高分辨率ADC的板布線(07-100)

　　布線考慮

　　適當(dāng)?shù)慕拥睾瓦x定所有信號(hào)路線是保證精確信號(hào)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。

　　用分離地平板對(duì)于10位ADC的50MSPS和12位ADC的30~35MSPS工作良好。超出此范圍，額外的電路噪聲是明顯的，而且分離的地平板也可引起信號(hào)輻射。當(dāng)線承載電流信號(hào)時(shí)，會(huì)在跨越平板間分離處發(fā)生問(wèn)題。

　　模擬元件集中在板的模擬區(qū)域，數(shù)字元件集成在板的數(shù)字區(qū)域。這樣可保持模擬和數(shù)字返回電流彼此遠(yuǎn)離(圖2)。圖3示出帶一個(gè)分離地平板的板圖。這是為了隔離模擬和數(shù)字地電流，而且可使ADC噪聲最小，但忽視了EMI效應(yīng)。另模擬元件集中在板的模擬區(qū)域，數(shù)字元件集成在板的數(shù)字區(qū)域。這樣可保持模擬和數(shù)字返回電流彼此遠(yuǎn)離(圖2)。圖3示出帶一個(gè)分離地平板的板圖。這是為了隔離模擬和數(shù)字地電流，而且可使ADC噪聲最小，但忽視了EMI效應(yīng)。另外，當(dāng)用電源跡線控制模擬和數(shù)字電源通路時(shí)，返回ADC電流必脫離輸出電流通路。這會(huì)產(chǎn)生可輻射的電流環(huán)路區(qū)域。

　　用分離的地平板和電源板可以消除環(huán)路區(qū)域問(wèn)題，使輻射問(wèn)題最小。這允許輸出和返回電流彼此靠近流動(dòng)，而使RFI/EMI問(wèn)題最小。然而，元件的相互放置是非常重要的，共同的模擬和數(shù)字返回電流通路在模擬電路可能引起數(shù)字噪聲。我們知道，高頻或高沿率信號(hào)留心高電阻，甚至在地平板中需要保持模擬和數(shù)字返回電流彼此分離開。

　　注意，鄰近效應(yīng)導(dǎo)致輸出和返回電流盡可能彼此靠近流動(dòng)。靠精細(xì)的元件放置和所有線跡(包括電源線)考慮周到的選定路線，可以控制地平板中的返回電流通路。地返回電流將流經(jīng)各自的輸出線跡，因此，保持模擬和數(shù)字返回電流彼此遠(yuǎn)離是可能的。
　　單個(gè)地平板消除環(huán)路區(qū)域，信號(hào)和電源線跡控制電流流動(dòng)。

　　模擬和數(shù)字元件應(yīng)放置在它們自己的專門PCB區(qū)域。電源應(yīng)放置在板邊沿或者角落和模擬與數(shù)字區(qū)域之間。

　　電源布線對(duì)噪聲性能也是關(guān)鍵。數(shù)字元件(特別是高速大功率數(shù)字元件)不能放置、也不能靠近模擬返回電流流回電源的通路。這就是數(shù)字元件不應(yīng)放置在靠近承載模擬電流的線或到模擬和混合信號(hào)元件的電源線。注意，電源承載信號(hào)電流，因?yàn)樗鼈冎匦鲁潆姲迳系呐月冯娙萜鳌７祷仉娏鞅仨毻ㄟ^(guò)分離地平板的公共節(jié)，遠(yuǎn)離輸出線跡/通路流動(dòng)。此將形成有輻射的環(huán)路區(qū)域。有時(shí)模擬電路會(huì)拾取這種輻射。
　　
　　上述所建議的布線會(huì)使ADC能提供最好的性能。歸納其要求如下：

　　·用一個(gè)整體單一化的地平板。不要分開地平板。若多板層中有多個(gè)地平板，則應(yīng)在2cm或更短距離內(nèi)，用一個(gè)通孔柵條把它們連接在一起。

　　·分開電源平板，每個(gè)電源平板保持在相同板層中。應(yīng)該分離模擬電路電源平板、數(shù)字電路電源平板和ADC數(shù)字輸出驅(qū)動(dòng)器的電源平板。

　　·ADC數(shù)字芯核電源用模擬電源，但ADC數(shù)字驅(qū)動(dòng)器不能用模擬電源。

　　·ADC數(shù)字輸出驅(qū)動(dòng)器電源可以是ADC輸出驅(qū)動(dòng)元件的相同電源。

　　·把所有模擬元件和連線放置在模擬電源平板之上，把所有數(shù)字元件和連線放置在數(shù)字電源平板之上。

　　·每個(gè)平板用分離的電源。ADC數(shù)字輸出電源，可以來(lái)自任何一個(gè)電源，但應(yīng)該用串聯(lián)扼流圈去耦。ADC模擬電源最好采用線性電壓穩(wěn)壓器。

　　·假若任何數(shù)字電路供電電源和ADC輸出驅(qū)動(dòng)器電源是同一電源，并有信號(hào)線到板的另外區(qū)域，則這兩個(gè)電源平板之間用電容器。把這些電容器放置在緊靠信號(hào)線處。(京湘)