ADC在数据采集系统中的应用研究

46模拟输入的路径

注意，MAX11046具有极高的通道间隔离度，为了获得高隔离度，采用了共面微带线结构。

PCB布线通用规则

在多通道、同时采样DAS应用中，为了获得最佳性能，需要遵循几项重要的PCB布线规则：

• 使用有地层的PCB板。

• 确保模拟、数字线路相互分离。

• 不要将数字信号线和模拟信号线并行布线。

• 避免在ADC封装的下方铺设数字信号线。

• 采用独立的地层，数字信号分布在一侧，模拟信号分布在另一侧。

• 保持电源的地回路具有较低阻抗并保持尽可能短的引线，以便达到无噪声工作。• 在AVDD和DVDD的引脚与地之间连接0.1µF陶瓷电容，电容须靠近器件放置，以便降低寄生电感。

• 每个PCB板的AVDD和DVDD引脚至少增加一个10µF去耦电容。

• 采用两个电源平面分别连接所有AVDD和DVDD。

• MAX11046模拟接口侧的AVDD电源平面和DVDD电源平面最好远离器件的数字接口引线。

(a) 对用户的DAS PCB进行测试得到的直方图，PCB布板不合理

(b) 对用户的PCB进行改进后测试得到的输出直方图

(c) Maxim DAS的输出直方图

图5 测试结果

测试结果

图5提供了基于MAX11046多芯片、多通道、同时采样DAS工业原型机的一些测试结果。采用精密的2.048V直流基准作用在DAS的MAX11046输入端。ADC输出转换结果的范围为±32768。图5(a)是对用户提供的一个PCB原型进行测试的结果，该设计违反了电源布局和输入信号完整性的布板原则。测试数据和直方图显示，噪声/干扰使DAS的有效位降至大约11.5。由于直方图测试模板不稳定，也反映了测量的不可预期性。

图5(b)是对用户的PCB布局进行改进后的测试结果，采取了本文介绍的电源/地布局规则和保持输入信号完整性的处理方案。从测试结果和直方图可以看出，性能得到改善，DAS系统的有效位达到13.5。在此测试期间，直方图具有可重复性，反映了测量的稳定性。

图5(c)是在相同测试条件下，在同一实验室对Maxim DAS的测试结果。测试结果和直方图显示，DAS的有效位达到大约14。该测试中，直方图具有非常好的可重复性，反映了测试的稳定性和Maxim布板、设计配置的优势。

结语

为了达到DAS设计指标以及ADC数据手册发布的指标，需要遵循严格的设计原则。这些设计考虑包括：LPF滤波器、低噪声缓冲器和基准选择、组件布局、PCB布局以及电源噪声/纹波的滤波等。注意了这些设计原则，即可获得新一代高性能ADC的优异结果。