高精确度与分辨率模拟数字转换器布线技术

转换器在新设计型态改进下，大多模拟数字转换器多变成数字式。即使如此的改变，电路布线的设计并无改变，本文将介绍使用连续逼近缓存器型与Sigma-Delta型的模拟数字转换器之布线方式。

最初模拟数字转换器在芯片中大部份仍为模拟的电路组成。由于新设计型态的改进，慢速的模拟数字转换器大多变成数字式。即使在芯片中从模拟变成数字，电路板布线工作并没有改变。目前仍是如此，布线设计者在处理混合讯号电路时，想使布线成效良好，仍需基本的布线常识。本文将探讨使用连续逼近缓存器型（SAR）与Sigma-Delta型的模拟数字转换器之电路板布线方式。

连续逼近缓存器型转换器布线

SAR 模拟数字转换器之分辨率有 8 位、10 位、12 位、16 位，有时也有 18 位。起初，这些转换器之制造程序和结构，分别是双载子及 R-2R阶梯电阻网络。但最近这些组件已变成为使用电容充电分配技术的 CMOS 制造程序，这些转换器的系统布线方式，不会随这个转变而改变。除高分辨率组件外，布线的基本方式仍然不变。这些组件需要多加注意，以避免转换器串行或并列输出接口的数字回授。

就电路系统与芯片上不同的方块结构来*估，SAR 转换器显然是属于模拟装置。(图一)所示为 12 位CMOS SAR 转换器的方块图。

图注:本转换器使用充电分配至电容数组

图一　12 位CMOS SAR 模拟数字转换器的方块图

在本方块图中，取样/保持、比较器、大部份的数字模拟转换器及12位SAR都是模拟；其余电路部份是数字。结果，本转换器内之模拟电路耗用大部份的电源与电流，除数字模拟转换器与接口中发生的小量切换电流外，数字电路的消耗电流极少。

这类转换器具有数支接地与电源接脚。这些接脚名称经常被误解为可依其脚位名称来区别数字或模拟。但这些脚位名称并明确无表示，与系统和电路板连接之意义，它们是区别数字与模拟电流如何流出芯片。知道这项信息并了解芯片主要组成部份是模拟，让电源与接地线放在同一平面上，例如模拟面就变得有意义。

例如，10 位与 12 位转换器典型样本的脚位排列如(图二)所示。

图注: 不管分辨率高低，通常至少有两个接地连结：

AGND 与 DGND；此处图解的转换器为MICROCHIP 的 MCP4008 与 MCP3001

图二　SAR 转换器

来源：维库开发网