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适用于模拟/数字混合信号环境的接地技术探讨

适用于模拟/数字混合信号环境的接地技术探讨

点击数:7991 次   录入时间:03-04 11:46:43   整理:http://www.55dianzi.com   综合通信技术

    当割裂是为了使两根垂直导线交叉时,如果通过飞线将第二根信号线跨接在第一根信号线和接地层上方,则效果更佳。此时,接地层用作两个信号线之间的天然屏蔽体,而由于集肤效应,两路地返回电流会在接地层的上下表面各自流动,互不干扰。

    多层板能够同时支持信号线交叉和连续接地层,而无需考虑线链路问题。虽然多层板价格较高,而且不如简单的双面电路板调试方便,但是屏蔽效果更好,信号路由更佳。相关原理仍然保持不变,但布局布线选项更多。

    对于高性能混合信号电路而言,使用至少具有一个连续接地层的双面或多层PCB无疑是最成功的设计方法之一。通常,此类接地层的阻抗足够低,允许系统的模拟和数字部分共用一个接地层。但是,这一点能否实现,要取决于系统中的分辨率和带宽要求以及数字噪声量。

图13. 接地层割裂导致电路电感增加,而且电路也更容易受到外部场的影响。

    其他例子也可以说明这一点。高频电流反馈型放大器对其反相输入周围的电容非常敏感。接地层旁的输入走线可能具有能够导致问题的那一类电容。要记住,电容是由两个导体(走线和接地层)组成的,中间用绝缘体(板和可能的阻焊膜)隔离。在这一方面,接地层应与输入引脚分隔开,如图14所示,它是AD8001高速电流反馈型放大器的评估板。小电容对电流反馈型放大器的影响如图15所示。请注意输出上的响铃振荡。

图14. AD8001AR评估板—俯视图(a)和仰视图(b)。

图15. 10 pF反相输入杂散电容对 放大器(AD8001)脉冲响应的影响。

    接地总结

     

    没有任何一种接地方法能始终保证最佳性能。本文根据所考虑的特定混合信号器件特性提出了几种可能的选项。在实施初始PC板布局时,提供尽可能多的选项会很有帮助。

    PC板必须至少有一层专用于接地层!初始电路板布局应提供非重叠的模拟和数字接地层,如果需要,应在数个位置提供焊盘和过孔,以便安装背对背肖特基二极管或铁氧体磁珠。此外,需要时可以使用跳线将模拟和数字接地层连接在一起。

    一般而言,混合信号器件的AGND引脚应始终连接到模拟接地层。具有内部锁相环(PLL)的DSP是一个例外,例如ADSP-21160 SHARC®处理器。PLL的接地引脚是标记的AGND,但直接连接到DSP的数字接地层。

    鸣谢

    本文提供的材料由多名投稿人编辑,包括James Bryant、Mike Byrne、Walt Jung、Walt Kester、Ray Stata以及ADI公司的工程设计人员。

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