发布时间:2022-04-26 阅读量:1109 来源: 我爱方案网整理 发布人: Aurora
虽然很多转换器具有三态输出/输入,但这些寄存器仍然在芯片上。它们使数据引脚信号能够耦合到敏感区域,因而隔离缓冲区依然是一种良好的设计方式。某些情况下,甚至需要在模拟接地层上紧靠转换器输出提供额外的数据缓冲器,以提供更好的隔离。
将数据缓冲器放置在转换器旁不失为好办法,可将数字输出与数据总线噪声隔离开(如图 1 所示)。数据缓冲器也有助于将转换器数字输出上的负载降至最低,同时提供数字输出与数据总线间的法拉第屏蔽(如图 2 所示)。

图 1.具有低内部数字电流的混合信号 IC 的正确接地

图 2. 在输出端使用缓冲器/锁存器的高速 ADC 具有对数字数据总线噪声的增强抗扰度
ADC 输出与缓冲寄存器输入间的串联电阻(图 1 中标示为“R”)有助于将数字瞬态电流降至最低,这些电流可能影响转换器性能。电阻可将数字输出驱动器与缓冲寄存器输入的电容隔离开。此外,由串联电阻和缓冲寄存器输入电容构成的RC网络用作低通滤波器,以减缓快速边沿。
典型 CMOS 栅极与PCB走线和通孔结合在一起,将产生约 10 pF 的负载。如果无隔离电阻,1 V/ns的逻辑输出压摆率将产生10 mA的动态电流:

驱动10 pF 的寄存器输入电容时,500 Ω 串联电阻可将瞬态输出电流降至最低,并产生约 11 ns的上升和下降时间:
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由于TTL寄存器具有较高输入电容,可明显增加动态开关电流,因此应避免使用。
缓冲寄存器和其他数字电路应接地并去耦至 PC 板的数字接地层。请注意,模拟与数字接地层间的任何噪声均可降低转换器数字接口上的噪声裕量。由于数字噪声抗扰度在数百或数千毫伏水平,因此一般不太可能有问题。模拟接地层噪声通常不高,但如果数字接地层上的噪声(相对于模拟接地层)超过数百毫伏,则应采取措施减小数字接地层阻抗,以将数字噪声裕量保持在可接受的水平。任何情况下,两个接地层之间的电压不得超过 300mV,否则 IC可能受损。
最好提供针对模拟电路和数字电路的独立电源。模拟电源应当用于为转换器供电。如果转换器具有指定的数字电源引脚(VD),应采用独立模拟电源供电,或者如图 3 所示进行滤波。所有转换器电源引脚应去耦至模拟接地层,所有逻辑电路电源引脚应去耦至数字接地层,如图 3 所示。如果数字电源相对安静,则可以使用它为模拟电路供电,但要特别小心。

图 3. 接地和去耦点
某些情况下,不可能将 VD连接到模拟电源。一些高速IC 可能采用+5 V电源为其模拟电路供电,而采用+3.3 V或更小电源为数字接口供电,以便与外部逻辑接口。这种情况下,IC 的 +3.3 V引脚应直接去耦至模拟接地层。另外建议将铁氧体磁珠与电源走线串联,以便将引脚连接到+3.3 V数字逻辑电源。采样时钟产生电路应与模拟电路同样对待,也接地并深度去耦至模拟接地层。
在任何数字电子系统中,时钟信号都扮演着“心脏起搏器”的角色。
RTC晶振与普通32.768kHz晶振的PCB设计要点基本一致,其核心均在于通过优化布线以降低杂散电容、确保频率精度,并依托合理的布局规划最大限度屏蔽来自板上其他信号源的电磁干扰。
按晶振的功能和实现技术的不同,分为温度补偿晶振(TCXO)、压控晶振(VCXO)、恒温晶振(OCXO)。
为了在性能与功耗之间取得最佳平衡,需要根据具体应用场景,对基准时钟进行相应的分频、倍频或转换处理,从而为各模块提供适宜的时钟信号。此时,分频技术就成为连接晶振基准频率与系统需求的关键,通过数字电路将晶振原始频率按固定比例降低,输出符合要求的低频时钟信号。
RTC芯片是一种专门用于精准计时、掉电续时的专用集成电路,其核心功能是提供精准、稳定的时间信息(包括秒、分、时、日、月、周、年),并能在主电源断电后依靠备用电池继续保持计时,从而确保时间持续不间断。