请教：ADC和DAC的电源和接地如何处理？

只看该作者 · 2011-3-15 15:46

本帖最后由我爱芒果叶于 2011-3-16 00:07 编辑

单板使用了AD7732（ADC）和AD5754（DAC），对于接地和电源的问题，查了很多资料，还是有很多疑问。

有一种说法是：对于ADC和DAC这种模数混合器件，应该当作模拟器件，模拟电源VA和数字电源VD使用不同的电源，接地脚都接模拟地；与总线连接时，使用buffer缓冲，这个buffer才接到数字地。比如AD7732的DATASHEET上AD7732的典型连接：

还有一种说法：模拟电源、地和数字电源、地都分开使用，但是在模拟器件附件模拟地和数字地用短线连接。比如AD5754的典型连接：

对于这个单板，如果ADC/DAC的模拟和数字部分均使用不同的电源和地，那么模拟地和数字地如何连接？连接点在电源处还是在ADC或DAC处？

单板上有5V数字电源，+-15V模拟电源，AD7732的模拟电源要使用5V大小的电压，是否可以将5V数字电源通过一个磁珠后作为AD7732的模拟电源使用？

或者ADC/DAC的模拟和数字使用相同电源、地系统、那么是否需要用+-15V模拟电源转5V模拟电源，还是可以直接用5V数字电源通过一个磁珠后作为AD7732的模拟电源？

请前辈们不吝赐教！！！

2万 · 2011-3-15 16:25

re LZ：

这些地（AGND & DGND）只要在适当的地方会合即可（注意 AGND 和 DGND 最大电位差须小于0.3V）。原则上连接AGND那路地只管模拟部分，而连接DGND那路地只管数字那部分，别交叉就行。电源可以是分开的，相关电源必须以相应的地作为参考，这同样不能交叉。数字部分电源可以是板级输入的主电源，而模拟部分则可以是由主电源经进一步处理后再供给。

4万 · 2011-3-15 16:37

设计的核心是接地电阻的影响，不要将PCB连线看成是电路图中的连线，事实上是一个个电阻，合理的设计在于避免这些电阻的影响。

只看该作者 · 2011-3-15 17:39

本帖最后由我爱芒果叶于 2011-3-15 17:41 编辑

re LZ：

这些地（AGND & DGND）只要在适当的地方会合即可（注意 AGND 和 DGND 最大电位差须小于0.3V）。原则上连接AGND那路地只管模拟部分，而连接DGND那路地只管数字那部分，别交叉就行。电源可以是分开的，相关电 ...
HWM 发表于 2011-3-15 16:25

谢谢您的回答。之前因为忙别的事情，主题帖没写完就发表了。请您关注下我后面补充的问题。
“适当的地方会合”，那么通常什么地方适当？
您的意思是，对于这种模数混合器件，只要模拟信号和数字信号分开走线不交叉，对于电源和地是否分开没有什么严重的影响？
“AGND 和 DGND 最大电位差须小于0.3V ”，这个是针对AD7732数据手册中的要求而言，还是所有的ADC均要满足这个约束条件？

只看该作者 · 2011-3-15 17:46

设计的核心是接地电阻的影响，不要将PCB连线看成是电路图中的连线，事实上是一个个电阻，合理的设计在于避免这些电阻的影响。
chunyang 发表于 2011-3感谢-15 16:37

感谢chunyang老师的回答。
您提到本质的问题了，我基本没什么概念，见笑了。
您的意思是，只要通过控制走线使得模拟地和数字地之间的电压差满足某个范围就行了？
还请您关注下我在主贴后面补充的问题。

2万 · 2011-3-15 18:42

to 4L:

AGND 和 DGND 的汇合点一般选在模拟和数字部分的“交界”处，汇合后直接接系统地。这里须保证模拟和数字部分间无交叉回路（包括拓扑和物理空间），回路自然包括信号和电源。

“AGND 和 DGND 最大电位差须小于0.3V ” 根据是ADI的手册，估计其他的ADC也有类似要求。注意，ADC或DAC内模拟和数字部分不是电隔离的。

只看该作者 · 2011-3-15 19:33

“AGND 和 DGND 最大电位差须小于0.3V ”是为了防止判决错误。

这个不用考虑得那么复杂，其实很简单，在芯片的下面将AGND和DGND互联就行了。没有比这更好的办法了。

楼主所遇到的情况还是算比较简单的一类情况。
没有涉及多板卡的互联，那才是真正的挑战啊。

只看该作者 · 2011-3-15 22:32

个人觉得，PCB中作铺地处理的，基本不要考虑这些东西

只看该作者 · 2011-3-16 00:10

to 4L:

AGND 和 DGND 的汇合点一般选在模拟和数字部分的“交界”处，汇合后直接接系统地。这里须保证模拟和数字部分间无交叉回路（包括拓扑和物理空间），回路自然包括信号和电源。

“AGND 和 DGND 最大电位差须小 ...
HWM 发表于 2011-3-15 18:42

我晚上阅读了一个ADI的技术文档，里面讲到0.3V，这个我搞明白了。
谢谢您的回答，还请您关注下我主题帖中蓝色字部分。

只看该作者 · 2011-3-16 00:13

“AGND 和 DGND 最大电位差须小于0.3V ”是为了防止判决错误。

这个不用考虑得那么复杂，其实很简单，在芯片的下面将AGND和DGND互联就行了。没有比这更好的办法了。

楼主所遇到的情况还是算比较简单的一类情况。
...
bbsidking 发表于 2011-3-15 19:33

据ADI的技术文档说，2个地之间0.3V的电压差好像还会损坏部分IC器件。
那就是在AD7732和AD5754下面都互连？这样岂不是非单点接地了？

只看该作者 · 2011-3-16 07:12

“那么是否需要用+-15V模拟电源转5V模拟电源，还是可以直接用5V数字电源通过一个磁珠后作为AD7732的模拟电源？”
“ADC/DAC的模拟和数字使用相同电源、地系统”
----- 数字电源和地上有很强的电流噪声，所以要求高的模拟部分不能和数字部分公用电源和地。
----- +-15V经过LDO转5V效果会好于直接用数字电，数字电源干扰很大。

“模拟电源VA和数字电源VD使用不同的电源，接地脚都接模拟地”
“模拟电源、地和数字电源、地都分开使用，但是在模拟器件附件模拟地和数字地用短线连接。”
------ 下面一种电源和接地方法效果更好。
------ 一般建议模拟地和数字地在电源那块短接起来。这样数字部分的地线电流回流直接就回到电源地，不会影响到模拟地。如果两个地在单板其他地方短接，那么数字部分的地电流回路还是多多少少会影响到模拟地电平。

理论上就是HWM和Chunyang老师说的那些。
如果楼主明白数字电源和地上存在高频的电流波动时，这些波动流过PCB就会产生压降，就会使数字地不平稳。就明白为什么模拟要和数字分开了。

只看该作者 · 2011-3-16 09:40

本帖最后由我爱芒果叶于 2011-3-16 09:42 编辑

“那么是否需要用+-15V模拟电源转5V模拟电源，还是可以直接用5V数字电源通过一个磁珠后作为AD7732的模拟电源？”
“ADC/DAC的模拟和数字使用相同电源、地系统”
----- 数字电源和地上有很强的电流噪声，所以要求高 ...
mmax 发表于 2011-3-16 07:12

感谢您详细地解答。
单板上有2个输入电源：+-15V和5V，在单板上2个电源地没有共地，那么怎么处理呢？
如果电源板上+-15V和5V没有做隔离而是共地，单板上2个地是否可以不处理？
不处理的话，0.3V电压差对于IC器件的影响如何处理？
如果电源板做了隔离处理的话，又当如何处理？
chunyang老师和HWM的意思，我的理解是数字/模拟器件分开布局，走线分开不交叉，只要保证数字和模拟的回流环路不交叉，不分模拟数字地都可以，不知道是否正确

只看该作者 · 2011-3-16 11:23

此贴必须顶~~~呵呵~~~~
我觉得虽然混合器件会分为数字电源模块和模拟电源模块，
但是在它内部应该还是有互联的，可能是电容耦合，也可能是别的
所以，在注重模拟电源的质量的同时，数字电源的质量也不能忽视
如果数字电源很脏的话，其噪音一样可以耦合进模拟模块。
刚看了楼主的帖子，感觉楼主的项目可能是“子板+母板”的形式
如果这样的话，数字电路会很庞大，工作电流也很大，那么数字电源的噪音就会很大
所以我觉得，混合器件的数字模块是不是需要单独供电？
个人看法，如有不对。不吝赐教。

只看该作者 · 2011-3-16 12:21

本帖最后由 mmax 于 2011-3-16 12:22 编辑

12# 我爱芒果叶

你的产品数字端口（通讯或者一些IO口)、模拟端口、电源是不是要隔离，是你系统上的需求。你要考虑清楚你的这些端口要不要做隔离？

虽然隔离可以很好抑制数字部分和模拟部分的干扰问题，但做法不是你这样的。
可能是将运放、AD用+-15V的电源，然后用光耦和CPU部分通讯，CPU和其他数字部分用5V的电源，这样两路电源就没有任何的连接关系。（这样AD数字部分也划归到模拟电源系统了）

“如果电源板做了隔离处理的话，又当如何处理？”
---- 要么参考我上面的建议
---- 要么就在电源端口处将两路电源的地短接了（使模拟和数字参考电平一致）。然后单独引电源和GND给数字和模拟部分。

“只要保证数字和模拟的回流环路不交叉，不分模拟数字地都可以，不知道是否正确”
----呵呵，是理解了，单只理解了部分。回路。。电流回路是这样的，从电源出来，经过电源线，到芯片电源管脚，然后从芯片地管脚出，通过地线流回到电源的地端子上。

那你说不把数字和模拟地分开行吗？数字的回路电流就把公共地搞乱了，模拟部分还能用吗？
所以不能共用地。

只看该作者 · 2011-3-16 15:10

12# 我爱芒果叶

你的产品数字端口（通讯或者一些IO口)、模拟端口、电源是不是要隔离，是你系统上的需求。你要考虑清楚你的这些端口要不要做隔离？

虽然隔离可以很好抑制数字部分和模拟部分的干扰问题，但做法不是 ...
mmax 发表于 2011-3-16 12:21

你提到的我基本明白了。
有一点我不太明白，如果数字电源和模拟电源已经做了隔离，然后又将2个地连到一起，那不是没有隔离了吗？
在上个帖子中我提到，我的单板电源是由别人的电源板提供的，+-15V的地和5V的地在电源板上是连在一起的，那么我还需要在我的单板上将其连在一起吗？

只看该作者 · 2011-3-16 15:13

本帖最后由我爱芒果叶于 2011-3-16 15:22 编辑

此贴必须顶~~~呵呵~~~~
我觉得虽然混合器件会分为数字电源模块和模拟电源模块，
但是在它内部应该还是有互联的，可能是电容耦合，也可能是别的
所以，在注重模拟电源的质量的同时，数字电源的质量也不能忽视
如果数 ...
大碗拉面发表于 2011-3-16 11:23

数字电源是应该单独供电，模数混合器件内部应该也是互联的，呵呵，我的单板电源由电源板通过背板提供。

只看该作者 · 2011-3-16 18:43

有一种做法就是用光耦等隔离器件将AD和DA的数字接口隔离。AD和DA分别用DCDC隔离供电。能实现很好的隔离。

请教：ADC和DAC的电源和接地如何处理？

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