MAX14921:12/16節(jié)電池高精度測量模擬前端的PCB布局指南
圖3. MAX14921第12引腳的旁路電容連接。
ADC布線隔離
噪聲管理的另一項技術(shù)是在敏感的模擬元件下方提供獨立的接地平面。圖4給出了ADC的獨立接地平面示例,將U3和第11引腳連接到這一地平面。白色的絲印框突出顯示了從左邊旁路電容C20的過孔連接MAX14921的AGND與ADC的獨立接地平面,該旁路電容專用于這個獨立的接地平面。 DGND與AGND平面的唯一連接點位于ADC獨立接地平面右上方,通過白色絲印框顯示。
圖4. 與ADC (U3)的地平面隔離。
AOUT與ADC之間的連接
作為整體解決方案的一部分,MAX14921 AOUT信號(第10引腳)連接到ADC輸入。圖5給出了較好的布線示例,AOUT引線(高亮)有一個伴隨的接地(第2層,DGND)連接到R2和C25組成的RC濾波器。此外,AGND引線從第11引腳開始與AOUT信號線平行引出,提供了一個很好的RC濾波器布局。濾波器初始元件選擇的合理參數(shù)是220Ω和220pF。
圖5. AOUT引腳與ADC之間的連接。
T1、T2和T3的濾波
對T1、T2和T3模擬輸入進行濾波,也有助于改善性能。如果這些信號來自溫度傳感器,則采用RC濾波網(wǎng)絡(luò),比如,在電路前端放置一個1kΩ電阻和一個10nF電容,構(gòu)成RC網(wǎng)絡(luò);或者,放置一個220Ω電阻和2.2nF電容構(gòu)成RC網(wǎng)絡(luò)。
數(shù)字信號的隔離
MAX14921只有幾路數(shù)字信號,其中包括:SPI接口(SCLK、SDI、SDO和/CS)、SAMPL和EN控制(如果設(shè)計中需要使用這兩個控制信號)。這些數(shù)字信號需要遠離敏感的模擬輸入和輸出,特別是AOUT信號(引腳10)。理想情況下,把這些數(shù)字信號與模擬信號布設(shè)在不同層,但這如果采取了特別嚴格的隔離措施,那個要求并不絕對。
保持精度
需嚴格處理電路板的布局和布線,以確保電池電壓精確送入ADC輸入端。
電源和信號分隔
MAX14921的VP引腳為電池組接口前端供電,它直接連接到電池組正極的頂端,即CV16引腳(對于16節(jié)電池組設(shè)計)。然而,這組引線需要彼此分隔開,起點盡量靠近電池端。每節(jié)電池引線的電流都會流過VP和CV16共同連線,產(chǎn)生IR壓降,從而導(dǎo)致CV16電壓測量精度的下降。
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