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。　　

zuichumonishuzizhuanhuanqizaixinpianzhongdabufenrengweimonidedianluzucheng。youyuxinshejixingtaidegaijin，mansudemonishuzizhuanhuanqidaduobianchengshuzishi。jishizaixinpianzhongcongmonibianchengshuzi
，dianlubanbuxiangongzuobingmeiyougaibian。muqianrengshiruci
，buxianshejizhezaichulihunhexunhaodianlushi，xiangshibuxianchengxiaolianghao，rengxujibendebuxianchangshi。benwenjiangtantaoshiyonglianxubijinhuancunqixing（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；其qi餘yu電dian路lu部bu份fen是shi數shu字zi。結jie果guo
，本ben轉zhuan換huan器qi內nei之zhi模mo擬ni電dian路lu耗hao用yong大da部bu份fen的de電dian源yuan與yu電dian流liu，除chu數shu字zi模mo擬ni轉zhuan換huan器qi與yu接jie口kou中zhong發fa生sheng的de小xiao量liang切qie換huan電dian流liu外wai，數shu字zi電dian路lu的de消xiao耗hao電dian流liu極ji少shao。　　

這(zhe)類(lei)轉(zhuan)換(huan)器(qi)具(ju)有(you)數(shu)支(zhi)接(jie)地(di)與(yu)電(dian)源(yuan)接(jie)腳(jiao)。這(zhe)些(xie)接(jie)腳(jiao)名(ming)稱(cheng)經(jing)常(chang)被(bei)誤(wu)解(jie)為(wei)可(ke)依(yi)其(qi)腳(jiao)位(wei)名(ming)稱(cheng)來(lai)區(qu)別(bie)數(shu)字(zi)或(huo)模(mo)擬(ni)。但(dan)這(zhe)些(xie)腳(jiao)位(wei)名(ming)稱(cheng)並(bing)明(ming)確(que)無(wu)表(biao)示(shi)，與(yu)係(xi)統(tong)和(he)電(dian)路(lu)板(ban)連(lian)接(jie)之(zhi)意(yi)義(yi)
，它(ta)們(men)是(shi)區(qu)別(bie)數(shu)字(zi)與(yu)模(mo)擬(ni)電(dian)流(liu)如(ru)何(he)流(liu)出(chu)芯(xin)片(pian)。知(zhi)道(dao)這(zhe)項(xiang)信(xin)息(xi)並(bing)了(le)解(jie)芯(xin)片(pian)主(zhu)要(yao)組(zu)成(cheng)部(bu)份(fen)是(shi)模(mo)擬(ni)
，讓(rang)電(dian)源(yuan)與(yu)接(jie)地(di)線(xian)放(fang)在(zai)同(tong)一(yi)平(ping)麵(mian)上(shang)，例(li)如(ru)模(mo)擬(ni)麵(mian)就(jiu)變(bian)得(de)有(you)意(yi)義(yi)。　　

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　　

[page]
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
、shuzijiedijiaoyudianyuanjiejiao。zaiyici，shuzihuomonishejigongchengshideyibanqingxiangshijiangzhexiejiejiaofenbiejiedaogegejiedihuodianyuanmianshang。henbuxingde，zhegeqingxianghuichanshengwudao，tebieshizaijie 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 jiejiaoshijiedaotongyijiedimianshang。ciwai，moniyushuzizhidianyuanjiejiaoyinglianjiezaiyiqi

，erqiezaidianlubanzhitongyicengshanggenghao。moniyushuziduidianyuanmiandeyaoqiutiaojianyugaofenbianlv 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％ 的(de)範(fan)圍(wei)。這(zhe)個(ge)接(jie)地(di)麵(mian)的(de)目(mu)的(de)是(shi)，降(jiang)低(di)接(jie)地(di)電(dian)阻(zu)及(ji)電(dian)感(gan)，並(bing)隔(ge)離(li)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)與(yu)無(wu)線(xian)電(dian)波(bo)幹(gan)擾(rao)。如(ru)果(guo)無(wu)法(fa)避(bi)免(mian)信(xin)號(hao)走(zou)線(xian)通(tong)過(guo)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)接(jie)地(di)麵(mian)上(shang)
，信(xin)號(hao)走(zou)線(xian)盡(jin)可(ke)能(neng)地(di)短(duan)並(bing)與(yu)接(jie)地(di)電(dian)流(liu)返(fan)回(hui)路(lu)徑(jing)垂(chui)直(zhi)。　　

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。