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(biāo)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(biāo)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(dāng)對a/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行布線時，agnd和dgnd都應(yīng)該連接到低噪聲的模擬地平面上。模擬和數(shù)字電源也應(yīng)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(dāng)?shù)呐月冯娙荩叶弑M可能地靠近。與輸入信號有關(guān)的com引腳或in引腳應(yīng)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(jìn)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(shè)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(guān)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(shè)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(jìn)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(shè)計方案。
通過前后兩次對某導(dǎo)引頭位標(biāo)器穩(wěn)定平臺伺服控制的實驗進(jìn)行比較，在不考慮電磁兼容性設(shè)計之前，模擬電路中的高頻噪聲幅值達(dá)十幾個毫伏量級；采用文中所述方法進(jìn)行電磁兼容性設(shè)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(shè)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?dāng)_，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。
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