[發(fā)明專利]數(shù)模混合電路基準源的電源切換模塊

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410344473.3
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN104079300A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周磊
• 申請（專利權(quán)）人: 周國文
• 主分類號: H03M1/66
• 分類號: H03M1/66
• 代理公司: 北京市清華源律師事務(wù)所 11441
• 代理人: 李贊堅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計技術(shù)，尤其涉及數(shù)模混合電路(芯片)及其附屬電路。

背景技術(shù)

目前，數(shù)模混合電路得到越來越廣泛的應(yīng)用。由于同時存在數(shù)字電路和模擬電路，設(shè)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(shù)模混合電路中，數(shù)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(chǎn)生，并且地線引起的噪聲干擾最大，所以在數(shù)模混合電路布局中，對地線和電源線的設(shè)計非常重要。但傳統(tǒng)的數(shù)模混合電路設(shè)計中，功能模塊之間物理隔離不夠，模擬地和數(shù)字地未能有效地分離，其電源設(shè)計沒有充分考慮到模擬電路和數(shù)字電路的特點，由此造成地線和電源線上產(chǎn)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(wěn)定性。基準源與廣泛應(yīng)用于各種模擬集成電路、數(shù)模混合信號集成電路和系統(tǒng)集成芯片中，其精度和穩(wěn)定性直接決定整個系統(tǒng)的精度。在模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)、動態(tài)存儲器(DRAM)等集成電路設(shè)計中，低溫度系數(shù)、高電源抑制比(PSRR)的基準源設(shè)計十分關(guān)鍵。帶隙基準源就是一種較為穩(wěn)定的基準源，它將負溫度系數(shù)的電壓與正溫度系數(shù)的電壓加權(quán)相加，由此抵消溫度對輸出電壓的影響。傳統(tǒng)的帶隙基準源需要采用運算放大器形成的反饋環(huán)路實現(xiàn)電壓基準源的穩(wěn)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(nèi)(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(zhì)量。此外，傳統(tǒng)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(yīng)用。隨后改進的增強型帶隙基準源電路結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，增加了靜態(tài)功耗與芯片面積。

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

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供數(shù)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(xiàn)高電源電壓抑制比、提高工作穩(wěn)定性或優(yōu)化負載調(diào)整率中的某一個方面改善性能。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種數(shù)模混合電路基準源的電源切換模塊，該數(shù)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(shù)字電路部分；該數(shù)字電路和該模擬電路物理隔離，且該模擬電路地和該數(shù)字電路地分割在不同區(qū)域的地層；該數(shù)模混合電路基準源包括電源切換模塊、帶隙基準源及低壓差線性穩(wěn)壓源；電源切換模塊一輸入端接入外部電源，輸出端接帶隙基準源輸入端；帶隙基準源輸出端接低壓差線性穩(wěn)壓源輸入端；低壓差線性穩(wěn)壓源輸出端反饋接入電源切換模塊另一輸入端；帶隙基準源和低壓差線性穩(wěn)壓源分別向電源切換模塊提供使能信號，用以電源切換模塊在邏輯判斷后切換供電模式，給帶隙基準源提供外部電源電壓或低壓差線性穩(wěn)壓源電壓，其特征在于，該電源切換模塊一輸入端接入外部電源，輸出端接帶隙基準源輸入端，帶隙基準源輸出端接低壓差線性穩(wěn)壓源輸入端，低壓差線性穩(wěn)壓源輸出端反饋接入電源切換模塊另一輸入端；帶隙基準源和低壓差線性穩(wěn)壓源可分別向電源切換模塊提供使能信號，用以電源切換模塊在邏輯判斷后切換供電模式，給帶隙基準源提供外部電源電壓或低壓差線性穩(wěn)壓源電壓。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以至少可以取得以下某一個方面的優(yōu)點：

1、合理布局模擬電路、數(shù)字電路及電源電路區(qū)域，各區(qū)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(xiàn)高電源電壓抑制比帶隙基準的設(shè)計，由此滿足低功耗、高電源電壓抑制比的設(shè)計需求；

3、在帶隙基準源基礎(chǔ)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(tài)并增加其穩(wěn)定性；

4、針對低壓差線性穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)增加帶寬的電路單元，優(yōu)化了負載調(diào)整率，可滿足較大負載電容下輸出電壓穩(wěn)定的要求。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本發(fā)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(fā)明實施例模數(shù)混合電路的組成框圖；

圖2是圖1中模擬電路和數(shù)字電路的接地原理圖；