將數(shù)據(jù)轉換器IP集成到系統(tǒng)芯片簡化設計技術(三)
技術9:盡量減小電源域轉換
由于信號沿著時鐘網(wǎng)絡進展,并在不同的電源域進行轉換,信號會受到不同電源的電源噪聲耦合的影響。這會導致抖動增加。因此,時鐘路徑中的所有緩沖器應由同一個電源域(無論是源極電源或終極電源)供應電源。
圖 9是系統(tǒng)芯片內時鐘分布網(wǎng)絡的示例。如圖所示,鎖相環(huán)在vdd2電源域生成時鐘為四個模塊所用,它們是:兩個模擬-數(shù)字轉換器(ADC1和ADC2)、一個數(shù)字-模擬轉換器和一個通用邏輯塊。在這個圖中,repeater單元由源極電源(鎖相環(huán)buffer,vdd2)或是由終極電源(vddadc1、 vdddac、vddadc2或vddotr)供電。
技術10:將時鐘信號與攻擊信號屏蔽開
將時鐘信號與攻擊信號屏蔽開,目的是避免噪聲與時鐘耦合并減少抖動。圖10介紹了一種屏蔽信號的方法。在圖中,信號路徑為M1(藍線),在各個方向與電路中的其他信號屏蔽開。屏蔽層通常與時鐘網(wǎng)絡相同的接地電位連接。
4. 保持電源和接地電源干凈
任何模擬電路的電源抑制比(PSRR)都是有限的。電源和接地電源噪聲過大可能影響性能。處理寬帶信號時更是如此,原因是低頻率時抑制比高,但高頻率時抑制比自然會降低。因此,模擬電源應保持干凈,并且使用時應正確去耦合電容。
還有些其他影響,如布線電阻過大可能導致直流(DC)電壓壓降超出數(shù)據(jù)轉換器工作范圍,還可能造成交流(AC)電壓響應數(shù)據(jù)轉換器的自生紋波噪聲變慢,可以采用以下技術。
技術11:保持電源和接地布線電阻夠小
設計師應遵循數(shù)據(jù)轉換器廠商的建議,使電源和接地布線電阻在限制范圍內。這些限制的目的是確保數(shù)據(jù)轉換器的電流消耗造成的壓降不會使電源電壓超出IP的工作范圍。此外,如前面所解釋的,走線電阻會使自生紋波響應變慢。
技術12:使用專用的電源布線
集成多個數(shù)據(jù)轉換器時,設計師應使用專用電源布線,至少包括IO電源。圖11a解釋了兩個IQ-模擬-數(shù)字轉換器情況下的要求。
對于pad數(shù)量受限的系統(tǒng),只要數(shù)據(jù)轉換器使用相同的時鐘頻率和相位,多個數(shù)據(jù)轉換器就可以共用相同的IO電源(如圖11b所示)。布線必須與I/O電源(采用星形連接)隔離,并保持電源分布對稱。圖11c圖示說明了不正確的電源分布。在這個例子中,電源分布沒有保持對稱,造成性能降低和串擾。
結論
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