ADC 中的 "模拟地" 和 "数字地" 的接地问题,该如何处理?

在大多数 ADC(模数转换器)应用中,您可能会对如何处理模拟地(AGND)和数字地(DGND)引脚感到困惑,应该在电路设计中分开两者吗?

在大多数情况下,分开你的模拟地会造成更多的害处。拆分接地可以增加返回电流的电感值。通过公式,V = L(di / dt),当电感增加时,电压噪声也增加。因此,除非您有理由将它们分开,否则最好仍然保持模拟地和数字地连接。

在常见应用中,您可能还会发现AGND和DGND应连接在芯片外部,并且以最低阻抗连接,引线长度尽可能最短。这两个引脚不能与芯片连接,因为数字通道中存在的噪声可能会进入模拟电路并影响其性能。

但是当系统数字电源噪声很大或开关数字信号太快时,例如 ADI AD977 由噪声电源供电,建议将 ADC 的数字地引脚( DGND )连接到系统的数字地,并与 AGND 引脚分开连接。

有关更多模数转换器的技术信息,请参阅:

目前项目中通常都是分开的

中间使用0R或者磁珠连接

避免造成太多干扰,然后影响ADC精度

目前工程中是用磁珠将模拟地与数字地连接在一起,未发现有较大噪声影响ADC对模拟量的采集。

目前一般是在某一点通过0欧电阻集中连接在一起的,不知道有没有方法可以定量仿真测试效果。

ADC的模拟地与数字地分离设计是保障采样精度的核心,核心原则为分区布局、单点共接。PCB需划分独立模拟区与数字区,各自铺地,仅在ADC芯片下方或电源入口处,用0Ω电阻/磁珠单点连接,避免数字噪声串扰模拟信号。模拟地走粗短直线路,减少环路;数字地单独布线,承载高频电流。电源端分别滤波,模拟电路加LC低通,数字电路配去耦电容,最终共地于系统总地,统一电位、抑制干扰,保障ADC采样稳定精准。

  对于ADC器件,一直有个疑惑,AGND和DGND为什么不在芯片内部做隔离,有效避免数字噪声对模拟信号的影响。外部处理方法得针对具体应用具体分析,板子上要做地平面区域隔离,模拟电源要增加磁珠隔离或者独立供电。最有效成本最低莫过于0Ω电阻或者宽铜皮直连。如果数字噪声频谱明确的话,可以通过磁珠来隔离高频噪声。位置最好选在芯片下方,保证信号回流路径最短。

关于数字地和模拟地分割与否,都是理想型。在我的一个项目中为了ADC采样参考电压稳定,将数字地和模拟地分开了。设计电路时为了实时监控电源状态需要对电源电压和电流进行采样(下图)。但是之前已经将数字地分离出去了,此时就没有了所谓的采样参考源。这可如何是好?遇到这种情况,如何有效采集隔离出去的地平面所对应的某些电压/电流i信号?我的处理方法是直接将数字地和模拟地连接到一起,混为一谈。肉烂了都在锅里。


其中的噪声越大,会给信号叠加更多的不稳定的信号,在我自己的项目中,通常会遇到其中的整个地平面不完整导致带来Linein信号带来纹波,整个信号被干扰,通常会被USB进来的噪声给影响整个DAC路线的完整,在设计之初,就要考虑好数字和模拟信号的地平面的划分,否则会带来比较大的影响,通常也会通过磁珠来将平面划分。

我觉得测量外部信号(不适用本系统的电源)的时候,数字地和模拟地分开;测量本系统的信号(信号使用的是本系统的电源)的时候,数字地和模拟地还是连在一起的好。

多数情况下,应将AGND和DGND在PCB上短接,并共同连接到模拟地平面**‌,以避免数字噪声通过芯片内部寄生电容耦合到模拟部分‌。
实际情况可以根据不同的情况来处理:
1,通用低速/中精度ADC, AGND与DGND引脚用最短走线直接相连, 连接点就近接到模拟地平面。
2, 高速或高数字电流ADC,AGND接模拟地平面,DGND接数字地平面,在ADC下方通过单点(0Ω电阻或磁珠)连接两平面。
3,多ADC或混合信号系统,采用“星型接地”‌:所有AGND/DGND最终汇聚到‌电源入口处的单点‌,避免形成接地环路‌,去耦电容必须靠近ADC电源引脚‌,并‌直接连接至模拟地平面‌。