a/d轉(zhuǎn)換器使用時的布線技巧

　　a/d轉(zhuǎn)換器中同時包括了數(shù)字部分和模擬部分，采樣/保持、比較器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器的大部分都是模擬的，電路的其余部分是數(shù)字的，因此，轉(zhuǎn)換器所需的大部分電流都用于內(nèi)部模擬電路，數(shù)字電路只需要很少的電流。轉(zhuǎn)換器可能有多個電源和地引腳。因為引腳標號分為數(shù)字和模擬兩種，所以引腳名經(jīng)常會引起誤解。其實這些標號并非刻意描述轉(zhuǎn)換器到pcb的連接，而是確定了數(shù)字和模擬電流如何流出芯片。因此為了避免數(shù)字電路噪聲對模擬部分的干擾，通常在模擬平面上連接a/d轉(zhuǎn)換器的所有電源和地引腳。

　　通常從a/d轉(zhuǎn)換器引出兩種地引腳：agnd和dgnd。當對a/d轉(zhuǎn)換器進行布線時，agnd和dgnd都應該連接到低噪聲的模擬地平面上。模擬和數(shù)字電源也應該連接到模擬電源平面或者至少連接到模擬電源線，在每個電源引腳接適當?shù)呐月冯娙?，且二者盡可能地靠近。與輸入信號有關的com引腳或in引腳應該盡量靠近信號地連接。

　　對于高分辨率的逐次逼近型a/d轉(zhuǎn)換器（16位以上），在將這些器件與單片機相連時，盡管這些類型的轉(zhuǎn)換器通常在數(shù)字輸出側(cè)有內(nèi)部雙緩沖器，還是要使用外部的三態(tài)輸出數(shù)字緩沖器緩沖。這些緩沖器除了具有高驅(qū)動能力外，還有隔模擬和數(shù)字電路的作用，可進一步將轉(zhuǎn)換器中的模擬電路與數(shù)字總線噪聲隔離開。這種系統(tǒng)的正確電源策略如圖2所示。

驅(qū)動電路中的電磁兼容性設計

　　由于單片機給出的驅(qū)動信號功率較小，所以控制指令先通過功放（放大裝置）放大后才傳送給作為驅(qū)動機構(gòu)的電機。功放的開關過程和電機的運動通常會帶來能量較大的高頻噪聲，對數(shù)字電路和模擬電路產(chǎn)生較大影響。因此驅(qū)動電路需要額外考慮一些電磁兼容性的設計。

       為了避免驅(qū)動電路中的高頻噪聲對數(shù)字電路和模擬電路產(chǎn)生影響，在pcb板上單獨劃出一塊地方，作為驅(qū)動電路的布線區(qū)域。提供獨立的電源和地給驅(qū)動電路。該電源和地與數(shù)字電源、地和模擬電源、地都不相連。對于信號，在驅(qū)動電路和數(shù)字電路之間接光耦進行光電隔離，以保證驅(qū)動電路中的高頻噪聲不會傳送到數(shù)字部分和模擬部分。總之保證驅(qū)動電路上所有的電源、地、信號都與電路的其它部分完全隔離。

實驗結(jié)果

　　圖3直觀的給出了文中提及的電磁兼容性設計方案。

　　通過前后兩次對某導引頭位標器穩(wěn)定平臺伺服控制的實驗進行比較，在不考慮電磁兼容性設計之前，模擬電路中的高頻噪聲幅值達十幾個毫伏量級；采用文中所述方法進行電磁兼容性設計以后，模擬電路中的噪聲降低到5mv以下。實驗證明，這些電磁兼容性設計方法可以有效地降低直流伺服控制電路中的噪聲，提高伺服控制的精度。

結(jié)語

　　根據(jù)前面討論的幾部分內(nèi)容，在直流伺服控制電路中，為了避免噪聲的串擾，提高控制精度，需要考慮以下幾個方面：數(shù)字電路和模擬電路要隔開，數(shù)字電源、地和模擬電源、地分開提供；數(shù)字地和模擬地之間的連接通過磁珠單點短接；驅(qū)動電路單獨放置，電源和地單獨提供，與數(shù)字電路之間的信號傳輸通過光耦隔離。