模数混合电路的电源和接地布局原则

　　对于模数混合电路来说，电源和接地的PCB布局是很重要的。模数混合电路电源和接地PCB设计的一般原则如下。

　　（1）PCB分区为独立的模拟电路和数字电路部分，并采用适当的元器件布局。

　　（2）跨分区放置ADC或DAC。

　　（3）不要对“地平面”进行分割，在PCB的模拟电路部分和数字电路部分下面设统一的地平面。

　　（4）采用正确的布线规则：在电路板的所有层中，数字信号只能在PCB的数字部分布线，模拟信号只能在电路板的模拟部分布线。

　　（5）模拟电源和数字电源分割，布线不能跨越分割电源面的间隙，必须跨越分割电源间隙的信号线要位于紧邻大面积地平面的信号层上。

　　（6）分析返回电流实际流过的路径和方式。

　　图11-14给出了一个推荐的温度测量电路接线布局图。模拟电路不应受到诸如交流声干扰和高频电压尖峰此类干扰的影响。模拟电路与数字电路不同，连接必须尽可能短以减少电磁感应现象，通常采用在Vcc和地之间的星形结构来连接。通过公共电源线可以避免电路其他部分耦合所产生的干扰电压。

　　

　　图11-14　一个推荐的温度测量电路接线布局图

　　该温度测量电路采用一个独立的电源为数字器件和模拟器件供电。电感L1和旁路电容C3用来降低由数字电路产生的高频噪声。电解电容C5用来抑制低频干扰。该电路结构中心的模拟接地点是必不可少的。正确的电路布局可以避免测量数据时的不必要的耦合，这种耦合可以导致测量结果的错误。ADC的参考电压连接点（REF+和REF-）是模拟电路的一部分，因此它们分别直接连接到模拟电源电压点（Vcc）和接地点上。

　　连接到运算放大器同相输入端的RC网络用来抑制由传感器引入的高频干扰。即使当干扰电压的频率远离运算放大器的输入带宽时，仍然存在这样的危险，因为这些电压会由于半导体元件的非线性特性而得到整流，并最终叠加到测量信号上。

　　在此电路中所使用的ADCTLV1543有一个单独的内部模拟电路和数字电路的公共接地点（GND）。模拟电源和数字电源的电压值均是相对于该公共接地点的。在ADC器件区域应采用较大的接地平面。TLV1543的模拟接地和数字接地信号都连接到公共接地点上（见图11-14）。所有的可用屏蔽点和接地点也都要连接到公共接地点上。

　　在设计PCB时，合理放置有源器件的旁路（去耦）电容十分重要。旁路（去耦）电容应提供一个低阻抗回路，将高频信号引入地，用来消除电源电压的高频分量，并避免不必要的反馈和耦合路径。另外，旁路（去耦）电容能够提供部分能量，用于抵消快速负载变化的影响，特别是对于数字电路而言。为了能够满足高速电路的需要，旁路（去耦）电容应采用100nF的陶瓷电容器。50μF的电解电容（50μF）可以用来拓宽旁路的频率的范围。