如何進(jìn)行模擬電路的設(shè)計(jì)?有哪些注意事項(xiàng)?
在這篇文章中,小編將對模擬電路的相關(guān)內(nèi)容和情況加以介紹以幫助大家增進(jìn)對它的了解程度,和小編一起來閱讀以下內(nèi)容吧。
一、模擬電路設(shè)計(jì)步驟
模擬電路是指用來對模擬信號進(jìn)行傳輸、變換、處理、放大、測量和顯示等工作的電路。模擬信號是指連續(xù)變化的電信號。模擬電路是電子電路的基礎(chǔ),它主要包括放大電路、信號運(yùn)算和處理電路、振蕩電路、調(diào)制和解調(diào)電路及電源等。模擬電路可分為標(biāo)準(zhǔn)模擬電路和專用模擬電路(application spacific analog IC)兩大類,前者占市場的37%,后者占63%,據(jù)ICInsight公司報(bào)道,2000年兩者合計(jì)達(dá)310億美元,比上年大幅增長40%。又據(jù)WSTS(世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)協(xié)會)2012年秋季最新預(yù)測,世界模擬電路市場2000年為306.3億美元,2013年增長20%,達(dá)368.8億美元,1999~2003年間的年均增長率為19.5%。標(biāo)準(zhǔn)模擬電路包括放大器接口電路、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、比較器、穩(wěn)壓器和基準(zhǔn)電路等。2000年共計(jì)114億美元,其中穩(wěn)壓器和基準(zhǔn)電路比例最大,占整個(gè)模擬電路市場的13%,隨后為放大器,占10%,接口電路8%,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器6%,比較器1%。專用模擬電路市場是指在消費(fèi)類電子產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)、通信、汽車和工業(yè)其他部門應(yīng)用的電路。2000年共計(jì)192億美元在整個(gè)模擬電路市場上,通信用專用模擬電路占22%,消費(fèi)類占16%,汽車用占9%,計(jì)算機(jī)占8%,工業(yè)和其他應(yīng)用占7%。
模擬集成電路設(shè)計(jì)的一般過程:
1.電路設(shè)計(jì)
依據(jù)電路功能完成電路的設(shè)計(jì)。
2.前仿真
電路功能的仿真,包括功耗,電流,電壓,溫度,壓擺幅,輸入輸出特性等參數(shù)的仿真。
3.版圖設(shè)計(jì)(Layout)
依據(jù)所設(shè)計(jì)的電路畫版圖。一般使用Cadence軟件。
4.后仿真
對所畫的版圖進(jìn)行仿真,并與前仿真比較,若達(dá)不到要求需修改或重新設(shè)計(jì)版圖。
5.后續(xù)處理
將版圖文件生成GDSII文件交予Foundry流片
二、模擬電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
(1)為了獲得具有良好穩(wěn)定性的反饋電路,通常要求在反饋環(huán)外面使用一個(gè)小電阻或扼流圈給容性負(fù)載提供一個(gè)緩沖。
(2)積分反饋電路通常需要一個(gè)小電阻(約560歐)與每個(gè)大于10pF的積分電容串聯(lián)。
(3)在反饋環(huán)外不要使用主動(dòng)電路進(jìn)行濾波或控制EMC 的RF帶寬,而只能使用被動(dòng)元件(最好為RC電路)。僅僅在運(yùn)放的開環(huán)增益比閉環(huán)增益大的頻率下,積分反饋方法才有效。在更高的頻率下,積分電路不能控制頻率響應(yīng)。
(4)為了獲得一個(gè)穩(wěn)定的線性電路,所有連接必須使用被動(dòng)濾波器或其他抑制方法(如光電隔離)進(jìn)行保護(hù)。
(5)使用EMC濾波器,并且與IC相關(guān)的濾波器都應(yīng)該和本地的0V參考平面連接。
(6)在外部電纜的連接處應(yīng)該放置輸入輸出濾波器,任何在沒有屏蔽系統(tǒng)內(nèi)部的導(dǎo)線連接處都需要濾波,因?yàn)榇嬖谔炀€效應(yīng)。另外,在具有數(shù)字信號處理或開關(guān)模式的變換器的屏蔽系統(tǒng)內(nèi)部的導(dǎo)線連接處也需要濾波。
(7)在模擬IC的電源和地參考引腳需要高質(zhì)量的RF去耦,這一點(diǎn)與數(shù)字IC一樣。但是模擬IC通常需要低頻的電源去耦,因?yàn)槟M元件的電源噪聲抑制比(PSRR)在高于1KHz后增加很少。在每個(gè)運(yùn)放、比較器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的模擬電源走線上都應(yīng)該使用RC 或LC濾波。電源濾波器的拐角頻率應(yīng)該對器件的PSRR拐角頻率和斜率進(jìn)行補(bǔ)償,從而在整個(gè)工作頻率范圍內(nèi)獲得所期望的PSRR 。
(8)對于高速模擬信號,根據(jù)其連接長度和通信的最高頻率,傳輸線技術(shù)是必需的。即使是低頻信號,使用傳輸線技術(shù)也可以改善其抗干擾性,但是沒有正確匹配的傳輸線將會產(chǎn)生天線效應(yīng)。
(9)避免使用高阻抗的輸入或輸出,它們對于電場是非常敏感的。
(10)由于大部分的輻射是由共模電壓和電流產(chǎn)生的,并且因?yàn)榇蟛糠汁h(huán)境的電磁干擾都是共模問題產(chǎn)生的,因此在模擬電路中使用平衡的發(fā)送和接收(差分模式)技術(shù)將具有很好的EMC效果,而且可以減少串?dāng)_。平衡電路(差分電路)驅(qū)動(dòng)不會使用0V參考系統(tǒng)作為返回電流回路,因此可以避免大的電流環(huán)路,從而減少RF 輻射。
以上便是小編此次想要和大家共同分享的有關(guān)模擬電路的內(nèi)容,如果你對本文內(nèi)容感到滿意,不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站喲。最后,十分感謝大家的閱讀,have a nice day!