如何为ADC噪声提供通道

在考虑ADC中的噪声时，几乎可以将ADC视为混频器。如果有噪声从各种门口中的任何一个进入ADC，则噪声可以表现在输出数据的FFT中。

图1显示了我们之前讨论的噪声门口，其中包括电源输入、模拟输入和时钟。但是，在使用ADC时，我错过了更多我们绝对应该考虑的门口。第一种是共模电压（Vcm）输出，为模拟输入提供共模电平。接下来是数字输入和输出（I/O），它们可能是噪声进入ADC的路径。最后，有一个门口可能是最容易被忽视的门口之一——地面或电路。

图1

额外的ADC噪声“门口”

如今，许多高速ADC都使用Vcm输出为ADC模拟输入提供共模基准电压。它是ADC输入最小到最大范围内的中点电压。该引脚通常需要一个大约0.1μF的去耦电容。这为输出稳定性以及高频噪声的滤波提供了一个主导极点。进行适当的去耦非常重要，因为该节点为ADC模拟输入的噪声提供了潜在的直接线路。即使它是输出，噪声也会强行进入ADC的内部偏置电路。

除电容外，许多具有两个或更多通道的ADC还需要少量串联电阻，每次连接Vcm输出到每个通道。这也是降噪的一种形式，因为它通常有助于减少ADC通道之间的串扰。另一种说法是，额外的串联电阻有助于改善通道间的隔离，使来自一个通道的信号不会进入另一个通道。

ADC的数字I/O线也是噪声的门口。数字I/O有几种不同的功能，因此噪声通过每种功能进入ADC的方式也不同。最明显的是数字输出接口。对于具有CMOS输出的ADC来说，由于其单端实现，这更令人担忧。

通常，具有LVDS输出的ADC或采用串行JESD204B接口的ADC对噪声耦合的免疫力要强得多。除数字输出外，ADC内部的数字电路数量也越来越多，这为通过控制线的噪声提供了一些潜在的入口点。随着数字内容的增加，需要为这些功能提供 I/O。有时，额外的I/O是通过SPI（串行端口接口）完成的。有时，SPI 无法处理所有需要处理的问题。

关于SPI的附带说明：SPI不仅是一个潜在的噪声门，还可能导致其他转换问题。各种建议表示，在系统运行时（进行转换时）不要访问ADC的SPI。

其他I/O包括模式控制、掉电、待机、超量程指示器、同步引脚等。这些都是需要注意的事项，除了良好的布局实践以避免噪声耦合外，还要确保使用适当的去耦。

可能最容易被忽视的门口（我上次自己当然也忽略了这一点）是ADC的地面。请注意，当我说接地时，我指的是电路通用。另请注意，通常有多个接地连接，例如模拟接地和数字接地。对于这两个理由，您有时需要考虑它们粘合或捆绑在一起的位置。这是某个时候另一个博客的主题。

地面通常被认为是一个坚实的参考点。然而，地并不总是一个稳定的参考点，并且可能允许噪声进入ADC。在系统设计和布局中注意接地层非常重要，以确保有足够的平面面积而不会中断，并且有足够的接地过孔以允许适当的电流返回路径。在设计中必须考虑所有电流返回路径，而不是假设接地是一个稳定的参考点。

如果没有适当的系统设计，噪声可能会存在于接地层中，并可能进入ADC。

流向其他地方的电流，而不是你认为它将或应该流动的地方，实际上并不是最严格意义上的噪音，但它显然是麻烦。

审核编辑：郭婷