將數據轉換器IP集成到系統芯片簡(jiǎn)化設計技術(shù)（二）

當數據轉換器需要外部基準時(shí)也會(huì )出現類(lèi)似的問(wèn)題。由于基準決定數據轉換器的滿(mǎn)幅輸入擺幅，如果噪聲或不需要的信號與基準耦合，就會(huì )成為數據轉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(huì )導致第二諧波（h2）能量過(guò)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-數字轉換器在耦合消除后的性能，這會(huì )使總諧波失真改善，達到 -72dBc。

　　基準對流經(jīng)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(huì )在轉換中產(chǎn)生系統性的偏移（offset）和增益誤差（gain error）。

　　考慮到這些影響，將數據轉換器正確植入系統芯片之后，下一步就是對轉換器和I/O之間的模擬信號進(jìn)行布線(xiàn)，同時(shí)采用以下技術(shù)：

　　技術(shù)3：保持模擬布線(xiàn)路徑簡(jiǎn)短

　　保持模擬布線(xiàn)路徑盡可能簡(jiǎn)短，使無(wú)關(guān)信號不太可能耦合到模擬I/O出或基準中。

　　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擾，特別是在串擾無(wú)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(guò)中間層（金屬N+1）將以金屬N布線(xiàn)的模擬信號軌跡A和B與以金屬N+2布線(xiàn)的噪聲信號C屏蔽開(kāi)來(lái)，完全覆蓋重疊區域，并與干凈的模擬接地電源連接。通過(guò)在臨近信號增加金屬層走線(xiàn)，可在同層的金屬間（分別是金屬N與N+2）實(shí)現進(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(zhù)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(xiàn)

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

　　技術(shù)6：限制電阻壓降或阻抗

　　可通過(guò)以下方式確保布線(xiàn)串聯(lián)電阻不超過(guò)數據轉換器提供商注明的最大電阻值：

　　△盡量縮短布線(xiàn)距離