在设计高精度的数据采集系统中，SAR（逐次逼近型）ADC的PCB布局布线起着至关重要的作用，特别是涉及到参考路径的设计。SAR ADC的工作基于基准电压，因此基准路径的布局和布线直接影响到转换的精度和稳定性。本文主要探讨了如何优化SAR ADC的参考路径，以确保最佳的电路性能。
了解SAR ADC的工作原理是必要的。在转换过程中，基准电压被多次采样，这会导致基准引脚上出现高电流瞬变，因为内部电容阵列被充电和放电。这种动态负载要求基准电压在整个转换时钟周期内保持稳定，以达到预期的N位分辨率，否则可能会导致线性误差和丢码错误。
为了减小这种影响，采用高质量的旁路电容器（CREF）对基准引脚进行去耦合。CREF应尽可能靠近基准引脚放置，以降低电感，提供瞬时充电。在图2所示的例子中，设计师使用10μF的X7R级陶瓷电容器，并通过小型0.1 Ω串联电阻保持低阻抗。同时，使用宽迹线以减少电感的影响，避免在基准引脚和旁路电容器间放置导孔，以减少潜在的噪声引入。
对于使用外部基准源的ADC，如图3所示的ADS8881，设计者需要特别关注基准信号路径中的电感。基准缓冲器的输出应直接连接到ADC的基准输入，并通过短而宽的迹线和多孔接地连接，将电感保持在极低水平。推荐使用10μF，额定电压至少为10V的单个X7R级陶瓷电容器作为基准旁路电容器。
在布局布线时，应将模拟和数字部分分开，确保敏感的输入和基准信号远离噪声源。使用坚实的接地平面可以提高信号完整性。每个基准接地引脚应有独立的接地连接，旁路电容器也有单独的接地路径，以减少接地回路的阻抗。
总结来说，优化SAR ADC的参考路径布局布线需要考虑以下几点：
1. 使用高质量的旁路电容器CREF，并尽量靠近基准引脚放置。
2. 保持基准引脚和CREF间的电感最低，避免使用导孔。
3. 分离模拟和数字部分，使用宽迹线和低阻抗连接。
4. 对于外部基准，减少基准信号路径中的电感，使用基准缓冲器并保持短迹线。
5. 强化接地平面，确保每个基准接地引脚和旁路电容器有独立的接地路径。
遵循这些指导原则，可以确保SAR ADC的PCB布局布线有助于实现最佳的转换性能和系统稳定性。对于具体器件，如ADS8881和ADS7851，应参考相应的数据表中的布局布线指南，以获取更详细的信息和最佳实践。
