模数转换器的电源去耦问题解析

模数转换器的电源去耦问题解析

尽管高速ADC给电源带来的总负载是稳定的，但需要电流以ADC采样速率和此频率的谐波快速跳变。由于电路板和走线的电感会限制电源能够迅速提供的电流量，因此ADC所需的高频电流是由板电源去耦电容提供的。为高速ADC供电时，应同时采用大的电源去耦电容和局部（ADC引脚处）去耦电容。大去耦电容存储电荷以对电源层和局部去耦电容充电，局部去耦电容则提供ADC所需的高频电流。有效的去耦还能将高频电源瞬变限制在距离产生瞬变的IC非常近的区域，从而使电路板上产生的电磁辐射 (EMI) 降至最小。

一般而言，应为每个ADC电源轨至少提供一个大去耦电容。这些电容应当是10uF至22uF范围内的低ESR陶瓷或钽电容。对于局部去耦，一般建议为每个电源引脚提供一个去耦电容。局部去耦电容应当是0.01uF至0.1uF范围内的低ESR陶瓷电容，并且应尽可能靠近ADC电源引脚放置。这些电容应具有通向电源层的过孔，并且过孔应非常靠近ADC电源引脚。如果ADC是从PCB上紧密耦合的电源层获得电源，则局部去耦也可以通过层与层之间的电容效应实现。如果这些层相对较大，并且间隔小于5密尔（mil），则层间电容可提供非常有效的去耦作用。层间电容与局部旁路电容共同提供ADC所需的高频电流。

接地
模数转换器接地是电源方案的重要一环。当前许多ADC都采用LFCSP封装，封装底部有一个接地金属块。此金属块用于为器件散热；在许多情况下，此接地金属块是器件唯一的接地连接。必须将此接地金属块焊接到电路板上的接地焊盘，此焊盘有多个过孔通向接地层。
ADC地上的噪声也会影响其性能。当数字回路电流流经ADC所在区域时，通常会产生接地噪声。设计人员应当采取措施，确保高噪声地电流不会流经ADC附近。一般建议使用连续层，但为了隔离高噪声地电流，可能需要使用非连续层。