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將數(shù)據(jù)轉換器IP集成到系統(tǒng)芯片簡化設計技術(二)

作者: 時間:2013-11-05 來源:網絡 收藏

需要外部基準時也會出現(xiàn)類似的問題。由于基準決定的滿幅輸入擺幅,如果噪聲或不需要的信號與基準耦合,就會成為輸出信號的一部分。

  圖 4a顯示了28納米12位Sigma-DeltaIQ模擬-數(shù)字轉換器頻譜,可以看到轉換器輸入與基準信號之間有耦合。這會導致第二諧波(h2)能量過大,將總諧波失真(THD)降低近14dB。相反,圖4b顯示的是相同IQ模擬-數(shù)字轉換器在耦合消除后的性能,這會使總諧波失真改善,達到 -72dBc。

  將數(shù)據(jù)轉換器IP集成到系統(tǒng)芯片簡化設計技術(二)

  將數(shù)據(jù)轉換器IP集成到系統(tǒng)芯片簡化設計技術(二)

  基準對流經非零電阻(電阻壓降)基準路徑的非零電流造成的壓降很敏感。這一效應會在轉換中產生系統(tǒng)性的偏移(offset)和增益誤差(gain error)。

  考慮到這些影響,將數(shù)據(jù)轉換器正確植入之后,下一步就是對轉換器和I/O之間的模擬信號進行布線,同時采用以下技術:

  技術3:保持模擬布線路徑簡短

  保持模擬布線路徑盡可能簡短,使無關信號不太可能耦合到模擬I/O出或基準中。

  技術4:增加屏蔽

  為盡可能減少關鍵模擬信號的噪聲耦合或串擾,特別是在串擾無法避免的情況下,設計人員應在攻擊者和受害者軌跡之間增加屏蔽。圖5介紹了增加有效屏蔽的正確方法:通過中間層(金屬N+1)將以金屬N布線的模擬信號軌跡A和B與以金屬N+2布線的噪聲信號C屏蔽開來,完全覆蓋重疊區(qū)域,并與干凈的模擬接地電源連接。通過在臨近信號增加金屬層走線,可在同層的金屬間(分別是金屬N與N+2)實現(xiàn)進一步屏蔽隔離。

  只有在必須的情況下才增加屏蔽,而且是不沿著所有路徑,以避免不必要地增加信號寄生電容。

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技術5:保持差分走線

  為確保模擬差分信號的共模噪聲抑制達到最佳效果,設計師應根據(jù)電阻、長度、電容性負載和其他信號的寄生電容耦合、邦定線特征和印刷電路板(PCB)線路等等,對差分信號布線匹配。圖6是從模擬-數(shù)字轉換器到I/O匹配后的輸入(紅色Vinp和藍色Vinn)布線。

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  技術6:限制電阻壓降或阻抗

  可通過以下方式確保布線串聯(lián)電阻不超過數(shù)據(jù)轉換器提供商注明的最大電阻值:

  △盡量縮短布線距離


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關鍵詞: 數(shù)據(jù)轉換器 IP 系統(tǒng)芯片

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