中心議題：

• 連續逼近緩存器型轉換器布線
• 精確的Sigma-Delta布線方式

zhuanhuanqizaixinshejixingtaigaijinxia，daduomonishuzizhuanhuanqiduobianchengshuzishi。jishirucidegaibian，dianlubuxiandeshejibingwugaibian，benwenjiangjieshaoshiyonglianxubijinhuancunqixingyuSigma-Delta型的模擬數字轉換器之布線方式。　　

最(zui)初(chu)模(mo)擬(ni)數(shu)字(zi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)在(zai)芯(xin)片(pian)中(zhong)大(da)部(bu)份(fen)仍(reng)為(wei)模(mo)擬(ni)的(de)電(dian)路(lu)組(zu)成(cheng)。由(you)於(yu)新(xin)設(she)計(ji)型(xing)態(tai)的(de)改(gai)進(jin)，慢(man)速(su)的(de)模(mo)擬(ni)數(shu)字(zi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)大(da)多(duo)變(bian)成(cheng)數(shu)字(zi)式(shi)。即(ji)使(shi)在(zai)芯(xin)片(pian)中(zhong)從(cong)模(mo)擬(ni)變(bian)成(cheng)數(shu)字(zi)，電(dian)路(lu)板(ban)布(bu)線(xian)工(gong)作(zuo)並(bing)沒(mei)有(you)改(gai)變(bian)。目(mu)前(qian)仍(reng)是(shi)如(ru)此(ci)
，布(bu)線(xian)設(she)計(ji)者(zhe)在(zai)處(chu)理(li)混(hun)合(he)訊(xun)號(hao)電(dian)路(lu)時(shi)，想(xiang)使(shi)布(bu)線(xian)成(cheng)效(xiao)良(liang)好(hao)
，仍(reng)需(xu)基(ji)本(ben)的(de)布(bu)線(xian)常(chang)識(shi)。本(ben)文(wen)將(jiang)探(tan)討(tao)使(shi)用(yong)連(lian)續(xu)逼(bi)近(jin)緩(huan)存(cun)器(qi)型(xing)（SAR）與Sigma-Delta型的模擬數字轉換器之電路板布線方式。　　

連續逼近緩存器型轉換器布線　　

SAR 模擬數字轉換器之分辨率有 8 位、10 位
、12 位、16 位，有時也有 18 位。起初
，這些轉換器之製造程序和結構
，分別是雙載子及 R-2R階梯電阻網絡。但最近這些組件已變成為使用電容充電分配技術的 CMOS 製(zhi)造(zao)程(cheng)序(xu)，這(zhe)些(xie)轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)係(xi)統(tong)布(bu)線(xian)方(fang)式(shi)，不(bu)會(hui)隨(sui)這(zhe)個(ge)轉(zhuan)變(bian)而(er)改(gai)變(bian)。除(chu)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)組(zu)件(jian)外(wai)，布(bu)線(xian)的(de)基(ji)本(ben)方(fang)式(shi)仍(reng)然(ran)不(bu)變(bian)。這(zhe)些(xie)組(zu)件(jian)需(xu)要(yao)多(duo)加(jia)注(zhu)意(yi)，以(yi)避(bi)免(mian)轉(zhuan)換(huan)器(qi)串(chuan)行(xing)或(huo)並(bing)列(lie)輸(shu)出(chu)接(jie)口(kou)的(de)數(shu)字(zi)回(hui)授(shou)。　　

就電路係統與芯片上不同的方塊結構來*估，SAR 轉換器顯然是屬於模擬裝置。(圖一)所示為 12 位CMOS SAR 轉換器的方塊圖。

圖注:本轉換器使用充電分配至電容數組
 

圖一　12 位CMOS SAR 模擬數字轉換器的方塊圖　　

在本方塊圖中
，取樣/保持、比較器、大部份的數字模擬轉換器及12位SAR都是模擬；qiyudianlubufenshishuzi。jieguo，benzhuanhuanqineizhimonidianluhaoyongdabufendedianyuanyudianliu，chushuzimonizhuanhuanqiyujiekouzhongfashengdexiaoliangqiehuandianliuwai
，shuzidianludexiaohaodianliujishao。　　

zheleizhuanhuanqijuyoushuzhijiediyudianyuanjiejiao。zhexiejiejiaomingchengjingchangbeiwujieweikeyiqijiaoweimingchenglaiqubieshuzihuomoni。danzhexiejiaoweimingchengbingmingquewubiaoshi，yuxitonghedianlubanlianjiezhiyiyi，tamenshiqubieshuziyumonidianliuruheliuchuxinpian。zhidaozhexiangxinxibinglejiexinpianzhuyaozuchengbufenshimoni，rangdianyuanyujiedixianfangzaitongyipingmianshang
，lirumonimianjiubiandeyouyiyi。　　

例如，10 位與 12 位轉換器典型樣本的腳位排列如(圖二)所示。　　

圖注: 不管分辨率高低
，通常至少有兩個接地連結：　　

AGND 與 DGND；此處圖解的轉換器為Microchip 的 MCP4008 與 MCP3001
 

圖二　SAR 轉換器　　

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這些組件通常有兩支接地腳從芯片拉出：AGND 與 DGND。電源隻用一隻腳位。進行這種芯片之電路板布線時，AGND 與 DGND 應連至模擬接地麵；moniyushuzidianyuanjiejiaoyeyinglianjiezhimonidianyuanceng，huozhishaolianjiezhimonidianyuanzouxian，jiarushidangdepangludianrongqiejinkenengkaojinjiediyudianyuanjiejiaoduan。zhexiezujianrutong MCP3201zhiyouyizhijiedijiaojiyizhidianyuanjiejiaodeweiyiyuanyin，shiyinweibaozhuangjiaoshuzhixianzhi。danshi，ruojiangshuziyumonijiejiaofenkaihuishizhuanhuanqidedaolianghaodejingqueduyuzhongxianxing。　　

所有轉換器的電源布線方式是：連接所有接地、正與負電源接腳至模擬麵。此外，連接與輸入信號相關的「COM」或「IN」接腳時應盡可能靠近信號接地。　　

高分辨率的 SAR 轉換器 （16 與 18 位轉換器）
，需xu要yao考kao慮lv從cong安an靜jing之zhi模mo擬ni轉zhuan換huan器qi與yu電dian源yuan層ceng分fen離li出chu數shu字zi噪zao聲sheng。當dang連lian接jie這zhe些xie組zu件jian至zhi微wei控kong製zhi器qi時shi，應ying使shi用yong外wai部bu數shu字zi緩huan衝chong器qi以yi達da到dao幹gan淨jing的de操cao作zuo環huan境jing；雖然這些類型的SAR轉(zhuan)換(huan)器(qi)通(tong)常(chang)在(zai)數(shu)字(zi)輸(shu)出(chu)端(duan)具(ju)有(you)內(nei)部(bu)雙(shuang)緩(huan)衝(chong)器(qi)
，外(wai)部(bu)緩(huan)衝(chong)器(qi)的(de)使(shi)用(yong)進(jin)一(yi)步(bu)將(jiang)轉(zhuan)換(huan)器(qi)內(nei)的(de)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)與(yu)數(shu)字(zi)總(zong)線(xian)噪(zao)聲(sheng)隔(ge)離(li)。對(dui)這(zhe)種(zhong)係(xi)統(tong)適(shi)當(dang)電(dian)源(yuan)處(chu)理(li)方(fang)式(shi)如(ru)(圖三)所示。　　

圖注: 使用高分辨率 SAR 模(mo)擬(ni)數(shu)字(zi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)，轉(zhuan)換(huan)器(qi)電(dian)源(yuan)與(yu)接(jie)地(di)應(ying)連(lian)接(jie)至(zhi)模(mo)擬(ni)麵(mian)。模(mo)擬(ni)數(shu)字(zi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)數(shu)字(zi)輸(shu)出(chu)應(ying)有(you)緩(huan)衝(chong)器(qi)，使(shi)用(yong)外(wai)部(bu)三(san)態(tai)輸(shu)出(chu)緩(huan)衝(chong)器(qi)。這(zhe)些(xie)緩(huan)衝(chong)器(qi)隔(ge)開(kai)模(mo)擬(ni)麵(mian)與(yu)數(shu)字(zi)麵(mian)
，並(bing)提(ti)供(gong)高(gao)驅(qu)動(dong)能(neng)力(li)。
 

圖三　使用高分辨率 SAR 模擬數字轉換器，轉換器電源與接地應連接至模擬麵　　

精確的Sigma-Delta布線方式　　

精確的Sigma-Delta 型模擬數字轉換器在芯片內絕大多數是數字。早期在製造出這種轉換器時，使用者藉由電路板銅箔麵將數字噪聲與模擬噪聲分開。SAR 模擬數字轉換器則可能有多支模擬接地腳、數shu字zi接jie地di腳jiao與yu電dian源yuan接jie腳jiao。再zai一yi次ci

，數shu字zi或huo模mo擬ni設she計ji工gong程cheng師shi的de一yi般ban傾qing向xiang是shi將jiang這zhe些xie接jie腳jiao分fen別bie接jie到dao各ge個ge接jie地di或huo電dian源yuan麵mian上shang。很hen不bu幸xing的de，這zhe個ge傾qing向xiang會hui產chan生sheng誤wu導dao
，特te別bie是shi在zai解jie 16 至 24 位精確組件的噪聲問題時。　　

一具有10Hz數據轉換率的高分辨率Sigma-Delta轉換器，其頻率（內部或外部）可以高達 10MHz 或 20MHz。這個高頻頻率用以維持調變器與超取樣引擎電路之運轉。如同SAR 轉換器的情形
，這個組件的AGND 與 DGND 接(jie)腳(jiao)是(shi)接(jie)到(dao)同(tong)一(yi)接(jie)地(di)麵(mian)上(shang)。此(ci)外(wai)，模(mo)擬(ni)與(yu)數(shu)字(zi)之(zhi)電(dian)源(yuan)接(jie)腳(jiao)應(ying)連(lian)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi)，而(er)且(qie)在(zai)電(dian)路(lu)板(ban)之(zhi)同(tong)一(yi)層(ceng)上(shang)更(geng)好(hao)。模(mo)擬(ni)與(yu)數(shu)字(zi)對(dui)電(dian)源(yuan)麵(mian)的(de)要(yao)求(qiu)條(tiao)件(jian)與(yu)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv) SAR 轉換器相同。　　

接地麵是一定需要的，也就是說至少需使用雙層板。在這塊雙層板上，接地麵應覆蓋至少 75％ defanwei。zhegejiedimiandemudeshi，jiangdijiedidianzujidiangan，binggelidianciganraoyuwuxiandianboganrao。ruguowufabimianxinhaozouxiantongguodianlubandejiedimianshang，xinhaozouxianjinkenengdiduanbingyujiedidianliufanhuilujingchuizhi。　　

結論　　

無須分開低分辨率模擬數字轉換器──例如6位
、8位，或甚至可能是10位轉換器的模擬與數字接腳。但隨著選用的轉換器分辨率/精確度的增加
，布線條件也變得更嚴格。高分辨率SAR與 Sigma-Delta模擬數字轉換器
， 這兩種組件必須直接連接到較低噪聲的模擬接地與電源層。