原標(biāo)題：關(guān)于混合信號接地，這些知識點很重要！

混合信號接地是電子設(shè)計中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，它涉及模擬信號和數(shù)字信號的接地處理，對于確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能至關(guān)重要。以下是一些關(guān)于混合信號接地的重要知識點：

一、混合信號接地的困惑根源

1. 數(shù)據(jù)手冊的局限性：

• 大多數(shù)ADC、DAC和其他混合信號器件的數(shù)據(jù)手冊是針對單個PCB討論的接地方法，通常是制造商自己的評估板。

• 當(dāng)將這些原理應(yīng)用于多卡或多ADC/DAC系統(tǒng)時，可能會讓人感到困惑。

2. 系統(tǒng)復(fù)雜性的增加：

• 在具有多個ADC或DAC的系統(tǒng)中，模擬和數(shù)字接地層可能在多個點連接，增加了建立接地環(huán)路的可能性。

二、混合信號接地的基本原則

1. 分離模擬和數(shù)字接地：

• 對于具有多個混合信號器件并消耗高數(shù)字電流的更復(fù)雜系統(tǒng)，分離模擬和數(shù)字接地已成為一種標(biāo)準(zhǔn)接地方法。

• 模擬接地層用于放置所有模擬電路和混合信號器件，而數(shù)字接地層則用于放置所有數(shù)字數(shù)據(jù)處理電路。

2. 單點接地：

• 在簡單系統(tǒng)中，建議將PCB接地層分為模擬層和數(shù)字層，并將轉(zhuǎn)換器的AGND和DGND引腳連接在一起，在同一點連接模擬接地層和數(shù)字接地層，形成系統(tǒng)“星型”接地。

• 這種方法有助于隔離高噪聲數(shù)字電流和敏感的模擬電路。

3. 低數(shù)字電流的混合信號IC接地：

• 對于具有低數(shù)字電流的ADC和DAC（和其他混合信號IC），一般應(yīng)視為模擬元件，并接地并去耦至模擬接地層。

• 盡管這些IC具有模擬和數(shù)字接口，并通常有指定為模擬接地（AGND）和數(shù)字接地（DGND）的引腳，但內(nèi)部接地通常保持獨立以避免數(shù)字信號耦合至模擬電路內(nèi)。

三、混合信號接地的具體實踐

1. 接地層的規(guī)劃：

• 典型4層PCB至少要有一層專門用于接地平面，以確保返回信號通過低阻抗路徑返回。

• 所有集成電路接地引腳應(yīng)路由并直接連接到低阻抗接地平面，以將串聯(lián)電感和電阻降至最低。

2. 星形接地的實現(xiàn)：

• 星形接地是混合信號布局設(shè)計中模擬和數(shù)字接地平面連接在一起的交界處。

• 在常見系統(tǒng)中，星形接地可以與模擬和數(shù)字接地平面之間的簡單狹窄連續(xù)交界相關(guān)。

• 對于更復(fù)雜的設(shè)計，星形接地通常用跳線分流到接地接頭來實現(xiàn)。

3. 去耦電容的使用：

• 在混合信號IC中，為了防止數(shù)字開關(guān)電流對模擬電路的耦合，可以在數(shù)字電源引腳（VD）上添加去耦電容。

• 去耦電容應(yīng)盡可能靠近轉(zhuǎn)換器安裝，以便將寄生電感降至最低，并通常為低電感陶瓷型，介于0.01μF（10nF）和0.1μF（100nF）之間。

4. 鐵氧體磁珠的應(yīng)用：

• 在某些情況下，可以通過插入小型有損鐵氧體磁珠來進一步隔離模擬和數(shù)字電源。

• 這有助于將瞬態(tài)數(shù)字電流限制在小環(huán)路內(nèi)，從而避免其出現(xiàn)在外部模擬接地層上。

四、混合信號接地的注意事項

1. 避免接地環(huán)路：

• 在多卡或多ADC/DAC系統(tǒng)中，應(yīng)避免在不同PCB（甚至在相同PCB上）的多個點連接模擬和數(shù)字接地層，以減少接地環(huán)路的可能性。

2. 檢查接地建議：

• 設(shè)計人員應(yīng)仔細檢查每個器件的數(shù)據(jù)手冊中提供的接地建議，以確保符合接地要求并避免與接地有關(guān)的問題。

3. 避免在星形接地間隙上布線：

• 在星形接地布置中，應(yīng)避免在接地區(qū)域之間的間隙上布線，以防止產(chǎn)生具有大環(huán)路電路的返回路徑和EMI輻射。

綜上所述，混合信號接地涉及多個復(fù)雜因素，需要設(shè)計人員根據(jù)具體系統(tǒng)的需求和特性進行仔細規(guī)劃和實施。通過遵循上述知識點和注意事項，可以最大程度地減少接地問題，并確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。