消除模数转换中的数字反馈

或奈奎斯特频率的区域。实际情况也许涉及这些反馈机制中的若干种，这往往会产生更加复杂的噪声层。

　　图 2：进入未实现良好稳定网络中放大的较低频数字反馈示例

图 2 仅示出了低频反馈的一个例子。这种工作特性可能并不稳定，因而会产生出现在不同位置的"零"。这些深谷零的位置提供了起因的相关线索，因为它们指示了在频域中的那些点上产生极小功率的重复图形。这可被看作是一个精细复杂的弛豫振荡器，涉及 ADC 之前的增益以及各种延迟 (包括流水线延迟)。一个高阶滤波器可以改变这种反馈行为，或者在采用具微秒延迟的 SAW 滤波器的情况下，可以相当有效地控制反馈行为。这种不稳定的反馈行为是由热噪声和输入电源激发的。对多次转换进行平均后，这类反馈行为可以产生相当一致的噪声层升高。例如，通过在驱动器放大器下面走数据总线，可以产生这类反馈行为。

如果选择了不良的布局，则器件级和系统级上的数字反馈均会变得更糟。通常，给定的设计似乎将拥有兼顾这方面性能所需的全部特性。长的输出总线、以低特性阻抗布线以及在接收设备端很重的容性负载所有这一切都导致在输出级产生更大的脉冲电流。类似地，采用最大的 OVDD (数字输出电源电压) 最大限度地增大了数字电流。如果降低数字输出电压摆幅，就会相应地降低耦合回模拟电路的数字噪声。在电路板底面放置 OVDD 旁路、增大引线电感、大体积电容器、小直径通孔、厚的电路板、散热等等所有这一切都增大了电源轨至输出部分的阻抗，从而增大了跨地回路产生的信号。把 OGND 回接至一个接地不良的焊盘会使情况更糟。所有这些都将在 IC 基片上导致更多的接地反弹。使事情更糟的是，非对称地处理模拟和时钟输入也会导致数字反馈。对称地处理这些输入将保持采样过程或时钟接收器的共模抑制，并降低数字反馈。举一个不对称的例子: 将一个大测试焊盘放置在刚好位于ADC 下方的电路板底部的两个输入之一上，而将另一个测试焊盘安放于一定距离之外的另一个输入上，这种做法可以满足线路内测试人员的要求，但这种不对称性将会损害 ADC 性能。如果您必须提供探测，则把测试焊盘并排放置，使信号走线从中穿过，并在这些元件之后靠近 ADC 的地方布设终端。测试焊盘是无引线的电容器，如果这么用，而不是在不同长度的传输线尾端充当起缩短作用的容性组件，那么在 GHz 频率上也许是有益的。

避免将一个输入布置在电路板顶面，另一个布置在电路板底面，这听起来也许是显然的事。除了与高频行为有关的非对称，这样的布置还会拾取布满电路板走线的两个平面之间的电位差。

甚至不要用层的改变使差分放大器的输出反向。差分放大器的 + 输出不必一定驱动 ADC 的 + 输入，它们是可互换的。就 AC 应用而言，这一般来说没有关系。如果确实有关系，那么在驱动器之前实现。

内部数字反馈大部分是一种高频现象。较低的采样率往往不那么成问题，除非到负载的距离增大了。如果从负载返回的反射信号在不到 1/2 个时钟周期内消失，那么它们就不会产生数字反馈。

新的 ADC 帮助克服数字反馈

当数字输出回馈耦合至模拟电路部分时，数字反馈将出现，从而引起干扰。这种干扰在噪声层中表现为异常的整形，而在 ADC 输出频谱中则表现为寄生噪声。最糟糕的情况出现在中标度处，这采用 CMOS 输出模式，所有输出从 1 切换为 0 (2 进制补码格式) 或从 0 切换为 1，从而产生大的地电流，如图 3 所示。

　　图 3：ADC 中的数字反馈

跨过这个中标度点的小信号在所有这些数字信号输出的和中产生一个不相称的输出功率。

　　图 4：交替位极性模式

图 4 显示了怎样利用交替位极性模式改变数字输出字。消除地平面电流，以在小的输入信号跨过中标度时，减少反馈回 ADC 输入的能量。当这种模式启动时，所有奇数位 (D1、D3、D5、D7、D9、D11、D13) 在输出缓冲器之前都反相，如图 5 所示。偶数位 (D0、D2、D4、D6、D8、D10、D12) 不受影响。这种方法可降低电路板地平面中的数字电流，并降低数字噪声，尤其是在模拟输入信号非常小的情况下。通过使奇数位反相，在接收器端对数字输出解码。利用简单的 SPI 连接至 ADC，通过串行设定启动交替位极性模式。

　　图 5：对交替位极性模式数据解码

除了交替位极性模式，还提供一个可选数据输出随机函数发生器，以减少来自数字输出的干扰。该随机函数发生器解除了数字输出的相关性，以减少出现重复码的可能性，从而避免重复码耦合回 ADC 输入，在输出频谱中引起不想要的音调。通过在数字输出被传送至芯片之外以