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图2.具有低内部数字电流的混合信号IC的正确接地
同时具有模拟和数字电路的IC(例如ADC或DAC)内部,接地通常保持独立,以免将数字信号耦合至模拟电路内。
图2显示了一个简单的转换器模型。将芯片焊盘连接到封装引脚难免产生线焊电感和电阻,IC设计人员对此是无能为力的,心中清楚即可。快速变化的数字电流在B点产生电压,且必然会通过杂散电容CSTRAY耦合至模拟电路的A点。此外,IC封装的每对相邻引脚间约有0.2pF的杂散电容,同样无法避免!IC设计人员的任务是排除此影响让芯片正常工作。
不过,为了防止进一步耦合,AGND和DGND应通过 短的引线在外部连在一起,并接到模拟接地层。
DGND连接内的任何额外阻抗将在B点产生更多数字噪声;继而使更多数字噪声通过杂散电容耦合至模拟电路。
请注意,将DGND连接到数字接地层会在AGND和DGND引脚两端施加VNOISE,带来严重问题!
“DGND”名称表示此引脚连接到IC的数字地,但并不意味着此引脚必须连接到系统的数字地。可以更准确地将其称为IC的内部“数字回路”。
这种介绍确实可能给模拟接地层带来少量数字噪声,但这些电流非常小,只要确保转换器输出不会驱动较大扇出(通常不会如此设计)就能降至 低。将转换器数字端口上的扇出降至 低(也意味着电流更低),还能让转换器逻辑转换波形少受振铃影响,尽可能减少数字开关电流,从而减少至转换器模拟端口的耦合。
通过插入小型有损铁氧体磁珠,如图2所示,逻辑电源引脚pin(VD)可进一步与模拟电源隔离。转换器的内部瞬态数字电流将在小环路内流动,从VD经去耦电容到达DGND(此路径用图中红线表示)。因此瞬态数字电流不会出现在外部模拟接地层上,而是局限于环路内。VD引脚去耦电容应尽可能靠近转换器安装,以便将寄生电感降至 低。去耦电容应为低电感陶瓷型,通常介于0.01μF(10nF)和0.1μF(100nF)之间。
再强调一次,没有任何一种接地方案适用于所有应用。但是,通过了解各个选项和提前进行规则,可以 大程度地减少问题。
.(编辑:无棣电工培训学校)