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Blog de PCB - Estrategia de diseño de PCB para convertidor A / D

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Estrategia de diseño de PCB para convertidor A / D

2022-08-16
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Author:pcb
p>Analog-to-digital (A/D) converters have their origins in the analog paradigm, La mayor parte del silicio físico es simulado. Con el desarrollo de nuevas topologías de diseño, Este modelo se ha convertido en una ventaja digital de baja velocidad a/Convertidor D. Aunque/Convertidor digital a analógico en chip, Reglas de enrutamiento PCB Board Sin cambios. Cuando el diseñador de cableado diseña un circuito de señal híbrido, El enrutamiento efectivo todavía requiere conocimiento crítico del enrutamiento. En este trabajo, el método de aproximación sucesiva/Convertidor D y σ - δ/Tomando como ejemplo el convertidor D, se discute la estrategia de diseño de PCB necesaria para a./Convertidor D.

Aproximación sucesiva a/El convertidor D tiene 8 bits, 10 bits, 12 bits, Resolución de 16 y 18 bits. Inicio, El proceso y la estructura de estos convertidores son bipolares y tienen una escalera de resistencia R - 2R. No hace mucho, Sin embargo,, Estos dispositivos han migrado a procesos CMOS que utilizan topología de distribución de carga capacitiva. Claramente, Esta migración no cambia la política de enrutamiento del sistema para estos convertidores. Excepto dispositivos de mayor resolución, El método básico de enrutamiento es el mismo. Para estos dispositivos:, Se debe prestar especial atención a la prevención de la retroalimentación digital de las interfaces de salida seriales o paralelas del convertidor. En cuanto a los circuitos y los recursos en chip dedicados a diferentes campos, Aproximación sucesiva dirigida por simulación a/Convertidor D. La figura 1 es un Diagram a de bloques de una aproximación sucesiva de 12 bits CMOS a/Convertidor D.

En este Diagram a de bloques, Muestra/Hold, Comparador, most of the digital-to-analog converter (DAC), Aproximación sucesiva de 12 bits a/Los convertidores D son todos analógicos. El resto del circuito es digital. Por consiguiente,, La mayor parte de la energía y la corriente necesarias para el convertidor fluyen al circuito analógico interno. El dispositivo sólo necesita una pequeña corriente digital en D/Convertidor a e interfaz digital. Estos tipos de convertidores pueden tener múltiples pines de conexión a tierra y potencia. Los nombres de los pines suelen ser engañosos, ya que las conexiones analógicas y digitales pueden distinguirse por números de pin. Estos números no se utilizan para describir la conexión del sistema con PCB Board, En su lugar, determinar cómo las corrientes digitales y analógicas fluyen del chip. Entender esta información, Y saber que el principal recurso consumido en el chip es la simulación, it makes sense to connect the power and ground pins on the same plane (like the analog plane).

Para estos dispositivos:, Los dos pines de puesta a tierra suelen provenir de chips: agnd y dgnd. La fuente de alimentación tiene un pin. Cuando se utilizan estos chips PCB Board Enrutamiento, Agnd y dgnd se conectarán al plano de puesta a tierra simulado. Los pines de alimentación analógica y digital también se conectarán al plano de alimentación analógica o al menos al carril de alimentación analógico y se utilizarán condensadores de derivación adecuados lo más cerca posible de cada pin de alimentación.. Debido a la limitación del número de pines encapsulados, dispositivos como mcp3201 sólo tienen un pin de puesta a tierra y un pin de alimentación positiva. Sin embargo,, La puesta a tierra aislada aumenta la probabilidad de que el convertidor sea bueno y repetible. Para todos estos convertidores, La estrategia de alimentación debe ser conectar todos los puntos de tierra, Pin de alimentación positivo y negativo del plano analógico. Y, El PIN "com" o "in" relacionado con la señal de entrada debe estar lo más cerca posible del suelo de la señal. Para aproximaciones sucesivas de mayor resolución, a/Convertidor D (16- and 18-bit converters), Se requiere atención adicional para aislar el ruido digital del convertidor analógico "silencioso" y del plano de potencia. Cuando estos dispositivos están conectados a un Microcontrolador, Buffers digitales externos para operaciones sin ruido. Aunque estos tipos de aproximación sucesiva/El convertidor d suele tener un doble Buffer interno en el lado de salida digital, Buffers externos para aislar aún más el ruido del circuito analógico y del bus digital en el convertidor.

Alta σδ/Convertidor digital. En los primeros días de la producción de este convertidor, Este cambio de paradigma hace que los usuarios aíslen el ruido digital del ruido analógico utilizando el plano PCB.. Similar a la aproximación sucesiva a/Convertidor Ds, Estos tipos de/El convertidor D puede tener más de una puesta a tierra analógica, Terreno digital, Pin de alimentación. A los ingenieros de diseño digital o analógico les gusta separar estos Pines y conectarlos a diferentes planos. Sin embargo,, Esta tendencia es errónea, Especialmente cuando está tratando de resolver problemas graves de ruido en dispositivos de 16 a 24 bits. Para alta resolución σ - δ/Convertidor D con velocidad de datos de 10 Hz, the clock (internal or external) applied to the converter may be 10MHz or 20MHz. El reloj de alta frecuencia se utiliza para cambiar el modulador y ejecutar el motor de sobremuestreo. Para estos circuitos:, Los pines agnd y dgnd están conectados en el mismo plano de tierra, como en la aproximación sucesiva a/D converter. Y, Los pines de alimentación analógicos y digitales se conectan preferiblemente en el mismo plano. Los requisitos de los planos de potencia analógicos y digitales son los mismos que los de la aproximación sucesiva de alta resolución./Convertidor D. Debe haber un plano de tierra., Esto significa al menos una placa de doble cara. En este tablero de doble cara, El plano de puesta a tierra cubrirá al menos el 75% de toda la superficie del tablero.. El objetivo de la capa plana de puesta a tierra es reducir la Impedancia de puesta a tierra y la reactancia inductiva, and to provide shielding against electromagnetic interference (EMI) and radio frequency interference (RFI). Si se requiere traza de conexión interna en el lado del plano de puesta a tierra de la placa de circuito, Hacer el rastro lo más corto posible y perpendicular al bucle de corriente de tierra.

Para baja a/Convertidor D, Por ejemplo, seis, Ocho., Tal vez incluso 10 bits a/Convertidor D, Es bueno que los pines analógicos y digitales no se separen. Pero a medida que aumenta su selección de convertidores y resoluciones, Lo mismo ocurre con los requisitos de cableado. Aproximación sucesiva de alta resolución A/Convertidor D y σ - δ/El convertidor d necesita estar conectado directamente a PCB Board Suelo analógico de bajo ruido y plano de potencia.