ADC外围电路设计方法

设计
    在ADC电路中既含有模拟信号，又含有数字信号，而模拟信号部分是精密的信号处理电路，例如分辨率为10位5V量程的ADC，所对应1LSB的模拟电压为4．88mV。数字电路部分是与其他逻辑电路连接在一起的，工作信号为脉冲信号，信号的幅度大，频谱宽。对于模拟信号来说，数字信号是一个干扰源，地线噪声可达几十毫伏，甚至几百毫伏。如果存在接地不良，布线不当等因素，那么数字噪声将严重影响模拟信号部分的精度，甚至无法工作，所以对于高速ADC或高分辨率的转换系统要特别重视印制电路板的布线以及电源的去耦问题。为了减小地线噪声干扰可以采取下列措施：
3．1 参考点的设计
    AGND与DGND分开，建立模拟参考点，把所有的模拟部分都接到这个参考点上。此外还应注意合理布局，尽量缩短地线的长度，加大地线的横截面积等。
3．2 AGND和DGND连接的设计
    AGND接模拟参考点，DGND接数字电路，并与数字电源地相连接，并且AGND和DGND只在靠近ADC的引脚一处进行连接。
3．3 电源接线的设计
    多数ADC使用的不止是一种电源，通常5 V电源供数字部分使用，15 V电源供模拟部分使用。这两组电源要分别接到AGND和DGND上，同时注意这两组电源的变压器绕组之间应具有良好的绝缘和良好的静电隔离。
3．4 电源去耦的设计
    ADC的电源要加去耦电容，并且安装时电容要尽量靠近ADC的电源。一般情况下，电容可用1～10μF钽电容与0．01～0．1μF高频瓷介电容并联。
3．5 高低噪声电路接地的设计
    数字电路中的高频信号电路和大电流电路属于高噪声电路，而ADC接口中的数字信号则属于低噪声电路，因此两者应各有接地参考点。前面是地线连接时需要考虑的问题，但是在实际中各电路结构和参数的差别很大，所以一般不能采取同一模式。对于一些ADC芯片说明书中已经给出了电源和地线以及芯片评估板的印制电路布线图，使用时要按照说明书去连接，这样才能达到系统的预期指标。
4 信号隔离的设计
    从上面的分析可知，合理的布线和接地可以有效地抑制噪声干扰，但由于模拟信号和数字信号仍存在共地，所以要彻底消除数字噪声对模拟信号的影响是不可能的。此外，模拟信号在传输线上也容易受到干扰，这些干扰不仅对模拟信号有影响，对数字电路影响更大，严重时会产生运行错误。因此采取隔离措施可以进一步抑制干扰，常用的隔离元件是光电耦合器。根据隔离位置的不同，可分为2种隔离方式：一种是隔离模拟信号端；另一种是隔离数字信号端。由于数字信号的工作频率较高，所以必须采用高速光电耦合器或采取加速措施，并且在微处理器中加人等待周期或增加信号锁存器等，以协调光电耦合器引来的延迟时间，这将带来接口电路的复杂性和降低系统响应速度的负面影响。在实际应用中，由于对不同系统的技术要求各有不同，所以ADC外围电路的设计也要根据具体情况采用不同的方法。