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SAR ADC PCB布局布线:参考路径

导读: 在设计高性能数据采集系统时,勤奋的工程师仔细选择高精度模数转换器(ADC)以及模拟前端调节电路所需的其他元件。

  在设计高性能数据采集系统时,勤奋的工程师仔细选择高精度模数转换器(ADC)以及模拟前端调节电路所需的其他元件。在几个星期的设计工作之后,执行模拟并优化电路原理图,为了赶工期,设计人员迅速地将电路板布局布线组合在一起。一个星期之后,对第一个原型电路板进行测试。出乎预料的是,电路板性能与预期的不一样。

  这种情景在你身上发生过吗?

  最优PCB布局布线对于使ADC达到预期的性能至关重要。当设计包含混合信号器件的电路时,应该始终从良好的接地安排入手,并且使用最佳元件放置位置和信号走线将设计分为模拟、数字和电源部分。

  参考路径是ADC布局布线中最关键的,这是因为所有转换都是基准电压的函数。在传统逐次逼近寄存器 (SAR) ADC架构中,参考路径也是最敏感的,因为基准引脚上有到基准源的动态负载。

  由于基准电压在每次转换期间被数次采样,高电流瞬变出现在这个终端上,其中ADC内部电容器阵列在这个位置位时被开启和充电。基准电压在每个转换时钟周期内必须保持稳定,并且稳定至所需的N位分辨率,否则的话会出现线性误差和丢码错误。

  图1显示典型12位SAR ADC基准终端上的转换阶段期间的电流瞬变。

  图1. 12位SAR ADC基准引脚上的电流瞬变

  由于这些动态电流,需要使用高质量旁路电容器(CREF)对基准引脚进行去耦合操作。此旁路电容器用作一个电荷存储器,在这些高频瞬变电流期间提供瞬时充电。应该将基准旁路电容器放置在尽量靠近基准引脚的位置上,并使用较短的低电感连接将它们连接在一起。

  图2为有两个独立内部电压基准的14位双ADC ADS7851的电路板布局布线示例。

  图2. 具有两个独立内部电压基准的双ADC布局布线示例

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责任编辑:Alvin
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