熟悉数模混合单片机PCB设计的朋友帮看一下

ID:234560 · 发表于 2018-10-14 17:39

最近使用C8051F410单片机做了一个系统，系统的原理大概是通过MCU内置的（电流型）DAC输出一个电流经电阻转成电压输出，财时用MCU内置的ADC采集一个固定的输入。DAC输出一个固定电压时，用示波器看DAC输出波发现有相当于2~3个LSB的抖动。同理，DAC采集一个固定的直流信号（干电池）时，也有2~3个LSB的抖动。
MCU在PCB布局布线时已经按datasheet要求加了0.1uf+10uf的旁路电容且靠近MCU管脚，地线也做了大面积的铺地。就我个人来看，PCB已经没有太大的优化余地。从C8051f410这个MCU来说，只有一个GND管脚被模拟和数字共用，VDD也只有一个管脚供模拟和数字共样，这样一来就不可避免MCU内的数字电路通过VDD和GND管脚的binding线干扰模拟电路。
现在有点黔驴技穷了，不知道这种情况还能否通过电路和PCB的优化进一步减少数字部分对模拟部分的干扰，提高ADC和DAC的精度。哪位高手能指点一下迷津。

ID:211052 · 发表于 2018-10-15 06:57

DAC自己的抖动是多少？

ID:94031 · 发表于 2018-10-15 10:15

ADC，DAC处理有2~3个LSB的抖动很正常，ADC采集要软件滤波，DAC输出要硬件滤波。

ID:286726 · 发表于 2018-10-15 10:56

太难了呀

ID:234560 · 发表于 2018-10-15 10:56

xuyaqi 发表于 2018-10-15 10:15
ADC，DAC处理有2~3个LSB的抖动很正常，ADC采集要软件滤波，DAC输出要硬件滤波。

还有没有改善的余地了？
如果换成模数电源和地管脚分开的MCU会不会有明显改善？

ID:234560 · 发表于 2018-10-15 10:57

jindizhiwa 发表于 2018-10-15 06:57
DAC自己的抖动是多少？

2~3个LSB

ID:94031 · 发表于 2018-10-15 13:52

九死还魂草发表于 2018-10-15 10:56
还有没有改善的余地了？
如果换成模数电源和地管脚分开的MCU会不会有明显改善？

不会有明显改善，滤波处理很简单。

ID:234560 · 发表于 2018-10-15 14:29

xuyaqi 发表于 2018-10-15 13:52
不会有明显改善，滤波处理很简单。

现在这个样子，想做过采样有意义吗？

ID:409942 · 发表于 2018-10-15 14:33

感谢分享

ID:409942 · 发表于 2018-10-15 14:34

不会呀

ID:409939 · 发表于 2018-10-15 14:49

电源加电感，数电和模电都加电感。。

ID:389519 · 发表于 2018-10-15 15:07

参考源的稳定也很重要

ID:409724 · 发表于 2018-10-15 16:06

重新调试一下机器

ID:409724 · 发表于 2018-10-15 16:06

主要是dac的抖动是多少重新录入

ID:234560 · 发表于 2018-10-15 16:42

zh223344 发表于 2018-10-15 14:49
电源加电感，数电和模电都加电感。。

系统里就MCU这一颗芯片，其他都是电阻电容和三端稳压，加电感意义不太大吧？

ID:234560 · 发表于 2018-10-15 17:02

HLzhou 发表于 2018-10-15 15:07
参考源的稳定也很重要

参考源是单片机集成的，已经按要求在其引出脚上加了0.1+10uf旁路电容。
因为单片机只有一根地管脚，内部模拟地必然因受数字地干扰而不稳，用外部参考源估计也不会有多大效果

ID:379251 · 发表于 2018-10-15 17:41

感谢分享

ID:410125 · 发表于 2018-10-15 19:26

DAC输出一般需要加运放电路进行隔离，增加带负载能力；另，芯片模拟的基准电压是否存在波动？

ID:234560 · 发表于 2018-10-16 07:56

敬畏发表于 2018-10-15 19:26
DAC输出一般需要加运放电路进行隔离，增加带负载能力；另，芯片模拟的基准电压是否存在波动？

目前调试电路，就没有带什么负载。
至于基准电压说到点子上了，从示波器的波形上看，基准电压是有数毫伏毛刺的，这也是我十分无奈的地方。
基准源是单片机集成的，有一个管脚引出。因为基准源和单片机共用一个地管脚，所以我量到的波形必然是不准的。至说谁基准源受到了干扰，因为整个电路里只有单片机这样一个数字器件，基准源也只能是受到了单片机本身的干扰，而这个干扰除非把单片机停掉否则很难消除。
曾经想过换成独立的基准源，可这也有问题。因为ADC和DAC都是单片机集成的且共用一个地管脚，这样一来独立的基准源其地和ADC/DAC也是有地干扰的，我不确定效果会变好还是变差。

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