问:我已经阅读了您的数据表和应用说明，也参加了您的研讨会，但我仍然对如何处理ADC上的(AGND)和数字(DGND)接地引脚感到困惑。你的数据表通常说要在设备上把数字地和数字地绑在一起，但我不想让ADC成为我系统的明星接地点。我该怎么办?

答:首先，不要因为你不知道如何处理你的网络空间而感到难过。很多人都是这样!许多混淆首先来自ADC地引脚的标签。引脚名称，AGND和DGND，指的是组件本身内部发生的事情，并不一定意味着你应该在外部对它们做什么。让我解释一下。

在具有数字电路和数字电路的集成电路中，例如ADC，接地通常是分开的，以避免将数字信号耦合到电路中。该图显示了ADC的一个简单模型。对于将芯片上的焊盘连接到封装引脚的线键电感和电阻，IC设计人员确实无能为力。快速变化的数字电流在B点产生电压，该电压将不可避免地通过杂散电容耦合到电路的a点。这是集成电路设计师的工作，使芯片工作，尽管如此。但是，您可以看到，为了防止进一步耦合，AGND和DGND引脚应该以最小的引线长度在外部连接到相同的低阻抗地平面。DGND连接中任何额外的外部阻抗都会导致在B点产生更多的数字噪声;反过来，它会通过杂散电容将更多的数字噪声耦合到电路中。虽然这是一个极其简单的模型，但它足以说明这一点。

问:好的，您已经告诉我将集成电路的AGND和DGND引脚连接到同一个接地平面，但是我在系统中保持了独立的和数字的接地平面。我希望它们只在一点上绑在一起:电源返回都连接在一起并连接到机箱接地的公共点。现在我该怎么办?

答:如果你的系统中只有一个数据转换器，你可以按照数据表上说的做，在转换器上把你的和数字地面系统绑在一起。您的系统星接地点现在在数据转换器上。但这可能是非常不可取的，除非您在最初计划系统时就考虑到这一点。如果在不同的pcb上有几个数据转换器，那么这个概念就失效了，因为在多个pcb上的每个转换器上都连接了数字地面系统。这是一个完美的邀请地环路!

问:我想我明白了!如果我必须在设备上将AGND和DGND引脚连接在一起，并且我想保持单独的系统和数字接地，我将AGND和DGND都绑在PCB上的接地平面或数字接地平面上，但不能同时绑在一起。对吧?既然ADC既是一个器件又是一个数字器件，那么应该是哪一个呢?

答:正确!现在，如果您将AGND和DGND引脚都连接到数字接地平面，则输入信号将带有数字噪声，因为它可能是单端并参考接地平面。

问:所以正确的答案是将AGND和DGND引脚都连接到地平面?但这不会给我漂亮安静的地平面带来数字噪音吗?输出逻辑的噪声范围不是降低了吗，因为它现在参考地平面，而所有其他逻辑都参考数字地平面?我计划将ADC输出运行到背板三态数据总线，这将是相当嘈杂的开始，所以我认为我需要所有的噪声余量，我可以得到。

嗯，没有人说过生活是容易的或公平的!经过一番艰难的探索，你得出了正确的结论，但你提出的问题——地平面上的数字噪声和ADC输出的噪声裕度降低——实际上并没有看起来那么糟糕;它们是可以克服的。显然，让几百毫伏电压破坏数字接口比将相同的破坏信号应用于输入要好得多，其中16位，10 V输入范围ADC的最低有效位仅为150µV!首先，DGND引脚上的数字接地电流不能真的那么糟糕，否则它们首先会降低ADC的内部部件!如果您绕过ADC的电源引脚到地平面，使用高质量的高频陶瓷电容器来处理高频噪声(例如0.1µF)，您将把这些电流隔离到IC周围非常小的区域，并且它们对系统的其余部分的影响最小。

数字噪声裕度会有所降低，但如果小于几百毫伏左右，TTL或CMOS逻辑通常是可以接受的。如果你的ADC有单端ECL输出，你可能想在每个数字输出上放一个推挽门。，一个同时具有真输出和互补输出的模型。将此门封装的接地系在接地面上，并跨接口差分连接逻辑信号。在另一端使用接地到数字接平面的差分线接收器。数字地平面和数字地平面之间的噪声现在是共模的——其中大部分将在差分线接收机的输出端被抑制。您可以对TTL或CMOS使用相同的技术，但通常有足够的噪声裕度，不需要差分传输技术。

然而，你说的一件事让我很困扰。一般来说，将ADC输出直接连接到噪声数据总线是不明智的。总线噪声可能通过杂散的内部电容耦合回ADC输入，其范围可能在0.1到0.5 pF之间。将ADC输出直接连接到靠近ADC的中间缓冲锁存器要好得多。缓冲锁存器接地到您的数字接地平面，因此它的输出逻辑电平现在与系统其余部分的输出逻辑电平兼容。

问:我想我现在明白了，但是你们为什么不直接把ADC的所有地脚都叫AGND呢?那这一切一开始就不会发生了?

答:也许。但是，如果进货检查人员在这些引脚之间连接欧姆表，发现它们实际上并没有在包装内连接在一起，该怎么办?这批货可能会全部被拒收——集成电路可能会被炸毁!此外，还有一个与ADC数据表相关的规则，它说我们必须标记引脚以指示它们的真实功能，而不是我们希望它们是什么。

好了，现在有一个问题，我一直留作终极测试!我有一个同事设计了一个系统，有独立的数字地面系统。我的同事说，ADC的AGND引脚连接到接地平面，DGND引脚连接到数字接地平面，系统工作正常!你怎么解释这个?

答:首先，仅仅因为不推荐一种做法，并不一定意味着你不能在某些时候侥幸逃脱，从而陷入一种虚假的安全感。(这是墨菲定律中鲜为人知的一条)。有些adc对AGND和DGND引脚之间的外部噪声不太敏感，可能是您的同事无意中选择了其中一个。可能还有其他的解释——这需要我们探究一下你的同事对“工作正常”的定义——但关键是ADC的规格在这些操作条件下并不能得到制造商的保证。对于像ADC这样复杂的组件，不可能在所有可能的操作环境下测试器件，特别是那些一开始就不推荐的操作环境!你的朋友这次很幸运，但你可以肯定，如果这种做法在未来的系统设计中继续下去，墨菲定律最终会赶上他(或她)。

问:我想我现在已经理解ADC的接地原理了，但是dac呢?

答:道理是一样的。DAC的AGND和DGND引脚应绑在一起并连接到接地平面。如果DAC没有输入锁存，则驱动DAC的寄存器应参考并接地到接地平面，以防止数字噪声耦合到输出。

问:包含adc、dac和dsp(如adsp - 21msp50语音带处理器)的混合信号芯片怎么样?

答:道理是一样的。你不应该认为一个复杂的混合信号芯片，如ADSP-21msp50，只是一个数字芯片!我们刚才讨论的指导方针也应该适用。尽管16位西格马 - 得尔塔 ADC和DAC的有效采样率仅为8 ksps，但转换器的过采样频率为1 MHz。该器件需要一个外部13mhz时钟，内部52 MHz处理器时钟通过锁相环路产生。所以你看，这个装置的成功应用需要理解精密和高速电路的设计技术。

问:这些设备对数码电源的要求如何?我应该购买单独的数字电源还是使用相同的电源?

答:这实际上取决于你的数字电源有多大的噪音。例如，ADSP-21msp50具有单独的引脚用于+5-V电源和+5-V数字电源。如果你有一个相对安静的数字电源，你可能也可以用它来供电。请确保用0.1µF陶瓷电容器正确解耦器件上的每个电源引脚。记住要去耦到地平面，而不是数字地平面!您可能还需要使用铁氧体珠进一步隔离。下图显示了正确的安排。更安全的解决方案是使用单独的+ 5v电源。如果您能忍受额外的功耗，您可以使用三端稳压器从安静的+ 15v或+ 12v电源产生+ 5v。

参考电路

1. 拉尔夫莫里森，接地和屏蔽技术在仪器仪表，第三版。纽约:wiley - interscience, 1986。

2. Henry W. Ott，电子系统中的降噪技术，第二版。纽约:Wiley-Interscience, 1988。

3. 高速设计研讨会，1996年。诺伍德:设备公司。

4. 混合信号设计研讨会，1991。诺伍德:设备公司。

5. Paul Brokaw，“一个集成电路放大器的用户指南，去耦，接地和使事情正确的变化。”一个- 202。不受设备限制。

6. Jeff Barrow，“避免高速电路中的接地问题”，《R.F.设计》，1989年7月。

7. Paul Brokaw和Jeff Barrow，“低频和高频电路的接地”，对话23-3,1989。不受设备限制。

8. 最佳对话-1967-1991。诺伍德:设备公司。不受设备限制。