將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器IP集成到系統(tǒng)芯片簡化設(shè)計(jì)技術(shù)（二）

當(dāng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器需要外部基準(zhǔn)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)類似的問題。由于基準(zhǔn)決定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的滿幅輸入擺幅，如果噪聲或不需要的信號與基準(zhǔn)耦合，就會(huì)成為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器輸出信號的一部分。

　　圖 4a顯示了28納米12位Sigma-DeltaIQ模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器頻譜，可以看到轉(zhuǎn)換器輸入與基準(zhǔn)信號之間有耦合。這會(huì)導(dǎo)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(zhuǎn)換器在耦合消除后的性能，這會(huì)使總諧波失真改善，達(dá)到 -72dBc。

　　基準(zhǔn)對流經(jīng)非零電阻（電阻壓降）基準(zhǔn)路徑的非零電流造成的壓降很敏感。這一效應(yīng)會(huì)在轉(zhuǎn)換中產(chǎn)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(zhuǎn)換器正確植入系統(tǒng)芯片之后，下一步就是對轉(zhuǎn)換器和I/O之間的模擬信號進(jìn)行布線，同時(shí)采用以下技術(shù)：

　　技術(shù)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(guān)信號不太可能耦合到模擬I/O出或基準(zhǔn)中。

　　技術(shù)4：增加屏蔽

　　為盡可能減少關(guān)鍵模擬信號的噪聲耦合或串?dāng)_，特別是在串?dāng)_無法避免的情況下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)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(shí)現(xiàn)進(jìn)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。

技術(shù)5：保持差分走線

　　為確保模擬差分信號的共模噪聲抑制達(dá)到最佳效果，設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)電阻、長度、電容性負(fù)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(zhuǎn)換器到I/O匹配后的輸入（紅色Vinp和藍(lán)色Vinn）布線。

　　技術(shù)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(zhuǎn)換器提供商注明的最大電阻值：

　　△盡量縮短布線距離