【儀器儀表商情網(wǎng) 核心技術(shù)】在設(shè)計(jì)一個(gè)高性能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)，勤奮的工程師仔細(xì)選擇一款高精度ADC，以及模擬前端調(diào)節(jié)電路所需的其他組件。在幾個(gè)星期的設(shè)計(jì)工作之后，執(zhí)行仿真并優(yōu)化電路原理圖，為了趕工期，設(shè)計(jì)人員迅速地將電路板布局布線組合在一起。一個(gè)星期之后，第一個(gè)原型電路板被測(cè)試。出乎預(yù)料，電路板性能與預(yù)期的不一樣。

這種情景在你身上發(fā)生過(guò)嗎?

最優(yōu)PCB布局布線對(duì)于使ADC達(dá)到預(yù)期的性能十分重要。當(dāng)設(shè)計(jì)包含混合信號(hào)器件的電路時(shí)，你應(yīng)該始終從良好的接地安排入手，并且使用最佳組件放置位置和信號(hào)路由走線將設(shè)計(jì)分為模擬、數(shù)字和電源部分。

參考路徑是ADC布局布線中最關(guān)鍵的，這是因?yàn)樗修D(zhuǎn)換都是基準(zhǔn)電壓的一個(gè)函數(shù)。在傳統(tǒng)逐次逼近寄存器 (SAR) ADC架構(gòu)中，參考路徑也是最敏感的，其原因是基準(zhǔn)引腳上會(huì)有一個(gè)到基準(zhǔn)源的動(dòng)態(tài)負(fù)載。

由于基準(zhǔn)電壓在每次轉(zhuǎn)換期間被數(shù)次采樣，高電流瞬變出現(xiàn)在這個(gè)終端上，其中的ADC內(nèi)部電容器陣列在這個(gè)位置位時(shí)被開(kāi)啟和充電。基準(zhǔn)電壓在每個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)鐘周期內(nèi)必須保持穩(wěn)定，并且穩(wěn)定至所需的N位分辨率，否則的話會(huì)出現(xiàn)線性誤差和丟碼錯(cuò)誤。

圖1顯示典型12位SAR ADC基準(zhǔn)終端上的轉(zhuǎn)換階段期間的電流瞬變。

圖1.12位SAR ADC基準(zhǔn)引腳上的電流瞬變

由于這些動(dòng)態(tài)電流，需要使用高質(zhì)量旁路電容器 (CREF) 對(duì)基準(zhǔn)引腳進(jìn)行去耦合操作。此旁路電容器被用作一個(gè)電荷存儲(chǔ)器，在這些高頻瞬變電流期間提供瞬時(shí)充電。你應(yīng)該將基準(zhǔn)旁路電容器放置在盡量靠近基準(zhǔn)引腳的位置上，并使用較短的低電感連接將他們連接在一起。