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可将数据转换器IP成功集成到系统芯片的12种设计技

作者:时间:2013-05-28来源:网络收藏

技术5:保持差分走线

为确保模拟差分信号的共模噪声抑制达到最佳效果,设计师应根据电阻、长度、电容性负载和其他信号的寄生电容耦合、邦定线特征和印刷电路板(PCB)线路等等,对差分信号布线匹配。图6是从模拟-数字转换器到I/O匹配后的输入(红色Vinp和蓝色Vinn)布线.

技术6:限制电阻压降或阻抗

可通过以下方式确保布线串联电阻不超过提供商注明的最大电阻值:

△尽量缩短布线距离

△使用宽金属布线

△尽量使用多个金属层走线

△使用大量过孔进行连接

数字输出/输入布线还要求认真仔细地部署。但是,由于布线是在自动数字流程中处理,它们的部署自然需要遵循相应的技术,因此不在本文讨论之列。

3. 保持低时钟抖动

基于的系统性能,如通讯接口,取决于采样时钟的质量。模拟-数字转换器信号采样瞬间的不确定性增加了转换噪声,因而降低了转换器性能。采样瞬间的不确定性称为“抖动”。时钟抖动(σtclk)决定了可达到的最大理论SNR(信噪比)值。图7显示信噪比是采样时钟抖动的一个函数,将信噪比、时钟抖动和信号频率(Fin)关联起来。以模拟-数字转换器固有的65dB信噪比(SNRADC)为例。

从图7可以看出,采样时钟抖动对转换性能(信噪比)的影响与系统处理低频率信号无关。但是,采样时钟抖动的影响随着所处理信号的频率增强而增加

因此,设计师在设计中必须考虑到这种影响,可以采用以下技术保证采样时钟质量:

技术7:将时钟源靠近数据转换器

将锁相环靠近数据转换器,可降低外部信号耦合到时钟线并造成时钟抖动的可能性。

技术8:检查时钟沿速率

对于时钟路径上的任何电路而言,应保证有足够的驱动强度限制时钟的转换速率。时钟沿转换时间长会增加噪声敏感性,因而增加抖动(如图8所示)。根据经验,~100ps的转换时间是适当的。

技术9:尽量减小电源域转换

由于信号沿着时钟网络进展,并在不同的电源域进行转换,信号会受到不同电源的电源噪声耦合的影响。这会导致抖动增加。因此,时钟路径中的所有缓冲器应由同一个电源域(无论是源极电源或终极电源)供应电源。

图9是内时钟分布网络的示例。如图所示,锁相环在vdd2电源域生成时钟为四个模块所用,它们是:两个模拟-数字转换器(ADC1和ADC2)、一个数字-模拟转换器和一个通用逻辑块。在这个图中,repeater单元由源极电源(锁相环buffer,vdd2)或是由终极电源(vddadc1、vdddac、vddadc2或vddotr)供电。



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