如何“消滅”ADC噪聲

二、I/O線路與接地

　　在第一部分中，著重討論了噪聲通過(guò)輸出和輸出連接溜進(jìn)ADC的一些方式。接下來(lái)看看數(shù)字I/O線路，最后討論接地連接。

　　ADC的數(shù)字I/O線路也是噪聲入口。數(shù)字I/O具有多種不同功能，因此噪聲進(jìn)入ADC的方式也不同。最明顯的是數(shù)字輸出接口。在此更值得關(guān)注的是采用CMOS輸出的ADC，因?yàn)槠洳捎脝味溯敵觥?/p>

　　通常，采用LVDS輸出或串行JESD204B接口的ADC抗噪聲耦合能力更強(qiáng)。除了數(shù)字輸出，ADC本身的數(shù)字電路越來(lái)越多，為噪聲通過(guò)控制線路進(jìn)入提供了一些潛在的入口點(diǎn)。由于數(shù)字內(nèi)容增加，不得不為這些功能提供I/O。有時(shí)，通過(guò)SPI(串行端口接口)完成附加I/O。而有時(shí)，SPI不能處理所有需求。

　　關(guān)于SPI的補(bǔ)充：SPI不僅是一個(gè)潛在的噪聲入口，也可能造成其他轉(zhuǎn)換問(wèn)題。很多人建議，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)(當(dāng)轉(zhuǎn)換正在發(fā)生時(shí))不要訪問(wèn)ADC的SPI。

　　其他I/O包括模式控制、關(guān)斷、待機(jī)、超范圍指示器、同步引腳等。所有這些都需要重視，為了避免噪聲耦合，除了好的布局，還要確保正確的去耦合。

　　也許最容易忽視的入口就是ADC的接地。請(qǐng)注意，當(dāng)說(shuō)到“接地”的時(shí)候，指的是“電路公共端”。同時(shí)請(qǐng)注意，接地連接通常會(huì)有多個(gè)，例如模擬地和數(shù)字地。對(duì)于這兩種接地，有時(shí)需要考慮它們?cè)谀膬航Y(jié)合或連接在一起。

　　接地通常很自然地被認(rèn)為是可靠的基準(zhǔn)點(diǎn)。然而，接地并不總是穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)，也可能允許噪聲進(jìn)入ADC。重視系統(tǒng)設(shè)計(jì)和布局中的接地層是相當(dāng)重要的，以便確保有足夠的平面面積無(wú)割裂、接地過(guò)孔充足，以形成正確的電流返回路徑。必須考慮設(shè)計(jì)中的所有電流返回路徑，而不是假定接地是穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)如不當(dāng)，噪聲可能出現(xiàn)在接地層并可以進(jìn)入ADC。通過(guò)參考閱讀Bill Schweber的文章“了解你的接地”和Bruce Archambeault的文章“接地的秘密”，可以更深入地了解接地、接地電流、接地阻抗和電磁場(chǎng)。Bruce專門(mén)討論了走線中的電流與處于走線正下方層中的接地或電源層是如何相互影響的，以及造成的問(wèn)題。

　　在意料外的位置流動(dòng)的電流，嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)不是噪聲，但顯然是麻煩。

　　現(xiàn)在已具備所有信息，可以正確考慮噪聲進(jìn)入ADC的入口。在此過(guò)程中，正確了解噪聲進(jìn)入ADC的不同方式，以及對(duì)抗噪聲的方法，能夠有效幫助廣大工程師完成優(yōu)秀的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。