模數(shù)混合電路的電源和接地布局原則

　　對于模數(shù)混合電路來說，電源和接地的PCB布局是很重要的。模數(shù)混合電路電源和接地PCB設(shè)計的一般原則如下。

　?。?）PCB分區(qū)為獨立的模擬電路和數(shù)字電路部分，并采用適當?shù)?a target="_blank">元器件布局。

　?。?）跨分區(qū)放置ADC或DAC。

　?。?）不要對“地平面”進行分割，在PCB的模擬電路部分和數(shù)字電路部分下面設(shè)統(tǒng)一的地平面。

　?。?）采用正確的布線規(guī)則：在電路板的所有層中，數(shù)字信號只能在PCB的數(shù)字部分布線，模擬信號只能在電路板的模擬部分布線。

　?。?）模擬電源和數(shù)字電源分割，布線不能跨越分割電源面的間隙，必須跨越分割電源間隙的信號線要位于緊鄰大面積地平面的信號層上。

　　（6）分析返回電流實際流過的路徑和方式。

　　圖11-14給出了一個推薦的溫度測量電路接線布局圖。模擬電路不應(yīng)受到諸如交流聲干擾和高頻電壓尖峰此類干擾的影響。模擬電路與數(shù)字電路不同，連接必須盡可能短以減少電磁感應(yīng)現(xiàn)象，通常采用在Vcc和地之間的星形結(jié)構(gòu)來連接。通過公共電源線可以避免電路其他部分耦合所產(chǎn)生的干擾電壓。

　　圖11-14　一個推薦的溫度測量電路接線布局圖

　　該溫度測量電路采用一個獨立的電源為數(shù)字器件和模擬器件供電。電感L1和旁路電容C3用來降低由數(shù)字電路產(chǎn)生的高頻噪聲。電解電容C5用來抑制低頻干擾。該電路結(jié)構(gòu)中心的模擬接地點是必不可少的。正確的電路布局可以避免測量數(shù)據(jù)時的不必要的耦合，這種耦合可以導致測量結(jié)果的錯誤。ADC的參考電壓連接點（REF+和REF-）是模擬電路的一部分，因此它們分別直接連接到模擬電源電壓點（Vcc）和接地點上。

　　連接到運算放大器同相輸入端的RC網(wǎng)絡(luò)用來抑制由傳感器引入的高頻干擾。即使當干擾電壓的頻率遠離運算放大器的輸入帶寬時，仍然存在這樣的危險，因為這些電壓會由于半導體元件的非線性特性而得到整流，并最終疊加到測量信號上。

　　在此電路中所使用的ADCTLV1543有一個單獨的內(nèi)部模擬電路和數(shù)字電路的公共接地點（GND）。模擬電源和數(shù)字電源的電壓值均是相對于該公共接地點的。在ADC器件區(qū)域應(yīng)采用較大的接地平面。TLV1543的模擬接地和數(shù)字接地信號都連接到公共接地點上（見圖11-14）。所有的可用屏蔽點和接地點也都要連接到公共接地點上。

　　在設(shè)計PCB時，合理放置有源器件的旁路（去耦）電容十分重要。旁路（去耦）電容應(yīng)提供一個低阻抗回路，將高頻信號引入地，用來消除電源電壓的高頻分量，并避免不必要的反饋和耦合路徑。另外，旁路（去耦）電容能夠提供部分能量，用于抵消快速負載變化的影響，特別是對于數(shù)字電路而言。為了能夠滿足高速電路的需要，旁路（去耦）電容應(yīng)采用100nF的陶瓷電容器。50μF的電解電容（50μF）可以用來拓寬旁路的頻率的范圍。