多通道采集系统接地方式研究
2021-05-19梁晨于骏申黄松威
电子元器件与信息技术 2021年2期
关键词:系统
梁晨,于骏申,黄松威
(上海船舶电子设备研究所,上海 201108)
关键字:ADC;模拟地;数字地;星型接地
0 引言
随着高速数字信号处理的发展,对采集系统的输入端处理宽动态范围、高速实时转换的需求日益迫切[1-2],在高速时钟、控制信号等恶劣的数字环境下[3-4],特别是针对多通道接收系统同步工作时,如何保持ADC接收系统设计本身的性能指标,成为采集电路设计的关键[5-6],其中在高速大电流数字回路的接地方式选择中尤其重要[7-8]。
1 采集系统接地层
连续低阻抗大面积接地层对ADC模拟和数字电流环路十分重要。无论是模拟接地层还是数字接地层,作为高频数字逻辑信号产生的高频电流的低阻抗返回路径,在电噪声分析及消除处理中直接影响着ADC性能指标[3]。由于电路中工作电流总是流向低阻抗路径,在电路电流环路设计中需将串联电感与电阻降至最低。参考附图1中模拟电路与数字电路的返回路径,由于数字电流回路设计不合理而对模拟电路产生了误差电压及噪声摆动。

图1 模拟、数字电流返回路径结构图
在理想情况下,ADC采集系统应具有一整块或一整层接地空间,用于给信号电流提供理想的环路流通路径,但实际情况往往不尽如人意,电路功能区间的划分,供电系统的复用,电路板外形设计的限制等,往往会造成接地层阻抗不连续,相邻大面积接地之间出现薄弱部分,电流返回路径出现分割等现象,严重影响信号完整性。
2 模拟和数字接地层设计
在多路采集系统中,需使用大量并行工作的ADC混合电路,因此针对模拟电路环路与数字电路环路最好使用分离的接地层,将两者间的交流容性耦合降至最低。……
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