[發明專利]改良型數模混合電路

無效

• 申請號: 201410344107.8
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN104076857A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 周磊
• 申請（專利權）人: 周國文
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 北京市清華源律師事務所 11441
• 代理人: 李贊堅

技術領域

本發明涉及集成電路設計技術，尤其涉及數模混合電路(芯片)及其附屬電路。

背景技術

目前，數模混合電路得到越來越廣泛的應用。由于同時存在數字電路和模擬電路，設計時必須考慮多方面的因素，茲舉例如下：

其一是接地要合理。在數模混合電路中，數字信號是模擬信號的一種噪聲源，它會給整個電路帶來地彈噪聲和電源擾動。這些噪聲和干擾耦合到模擬電路中，會影響模擬電路的工作性能。由于干擾源大部分通過地線和電源線產生，并且地線引起的噪聲干擾最大，所以在數模混合電路布局中，對地線和電源線的設計非常重要。但傳統的數模混合電路設計中，功能模塊之間物理隔離不夠，模擬地和數字地未能有效地分離，其電源設計沒有充分考慮到模擬電路和數字電路的特點，由此造成地線和電源線上產生干擾源，直接影響模擬電路的工作性能。

其二是基準源要有較好的精確度與穩定性。基準源與廣泛應用于各種模擬集成電路、數模混合信號集成電路和系統集成芯片中，其精度和穩定性直接決定整個系統的精度。在模/數轉換器(ADC)、數/模轉換器(DAC)、動態存儲器(DRAM)等集成電路設計中，低溫度系數、高電源抑制比(PSRR)的基準源設計十分關鍵。帶隙基準源就是一種較為穩定的基準源，它將負溫度系數的電壓與正溫度系數的電壓加權相加，由此抵消溫度對輸出電壓的影響。傳統的帶隙基準源需要采用運算放大器形成的反饋環路實現電壓基準源的穩定輸出，由于運算放大器自身帶寬、增益的限制，使得電源電壓的波動在一定帶寬范圍內(尤其時中頻段)無法得到很好的抑制，由此影響基準電壓源的輸出信號質量。此外，傳統的帶隙基準電路中，輸出電壓VBE約為1.25V，這就限制了電源電壓在1V以下的應用。隨后改進的增強型帶隙基準源電路結構，采用前置電壓源單獨給帶隙基準源供電，使得電源電壓抑制比得到一定的提高，但是改進之后的電路結構，增加了靜態功耗與芯片面積。

此外，現有數模混合電路還存在其它方面的不足，其有待于優化設計以改善性能。有鑒于此，有必要設計一種新的數模混合電路(芯片)及其附屬電路。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供數模混合電路(芯片)及其附屬電路，以便至少能在降低電源線及地線干擾、實現高電源電壓抑制比、提高工作穩定性或優化負載調整率中的某一個方面改善性能。

為解決以上技術問題，本發明提供一種改良型數模混合電路，該數模混合電路包括集成在PCB上的電源電路部分、模擬電路部分和數字電路部分，三個部分分割在獨立的區域且三個部分的地線和電源線在靠近電源電路部分的地方連接；該數字電路和該模擬電路的中低頻部分相靠近，該數字電路和該模擬電路的高頻部分相遠離，其中高頻部分的信號線靠近連接器；數字電路的走線沿著模擬電路走線，且不與模擬電路的電源和地交錯；該數字電路和該模擬電路物理隔離，且該模擬電路地與該數字電路地之間用溝壕分開，并用連接線將該模擬電路地與該數字電路地橋接。

與現有技術相比，本發明可以至少可以取得以下某一個方面的優點：

1、合理布局模擬電路、數字電路及電源電路區域，各區域之間接地線分開，降低地線和電源線干擾，較大改善電路板的電路特性；

2、通過較為簡單的電源模式切換電路，可實現高電源電壓抑制比帶隙基準的設計，由此滿足低功耗、高電源電壓抑制比的設計需求；

3、在帶隙基準源基礎上增加自啟動電路單元及放大電路單元，使帶隙基準源可以自動進入正常工作狀態并增加其穩定性；

4、針對低壓差線性穩壓器結構增加帶寬的電路單元，優化了負載調整率，可滿足較大負載電容下輸出電壓穩定的要求。

附圖說明

通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號來表示相同的部件。在附圖中：

圖1是本使發明實施例模數混合電路的組成框圖；

圖2是圖1中模擬電路和數字電路的接地原理圖；

圖3是圖1中電源電路中的基準源的電路框圖；

圖4是圖3中電源切換模塊的一種電路結構；

圖5是圖3中帶隙基準源的一種電路結構；

圖6是圖3中帶隙基準源的另一種電路結構；

圖7是圖3中低壓差線性穩壓源的一種電路結構；

圖8是圖3中低壓差線性穩壓源的另一種電路結構。

具體實施方式