一种高精准ADC的版图结构设计方法与流程

一种高精准adc的版图结构设计方法
技术领域
1.本发明涉及集成电路开发技术领域，尤其涉及一种高精准adc的版图结构设计方法。


背景技术：

2.模拟数字转换器，即a/d转换器(analog-to-digital converter)，简称adc，是一种将模拟的连续信号转换为数字形式的离散信号的一类设备，广泛应用于通信领域。因高精度、低功耗的特点，sigma-delta adc在adc中脱颖而出，采用过采样、噪声整形以及数字滤波技术，降低对模拟电路的设计要求，实现了其他类型adc无法达到的高精度和低功耗。然而版图的布局连线方式直接影响sigma-delta adc的性能指标，所以为了确保sigma-delta adc的高转换精度，其版图的布局布线的要求也越来越高。一般版图布局不合理，模拟信号和数字信号相互干扰，走线繁琐，寄生电阻大，匹配性差，从而导致sigma-delta adc的性能不理想。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种高精准adc的版图结构设计方法，尤其适用于sigma-delta adc的版图设计，实现了sigma-delta adc高精度设计。
4.为了实现本发明的目的，本设计所采用的技术方案是：一种高精准adc的版图结构设计方法，adc的版图结构包括基准电流和参考电压模块reference generator、i路模块和q路模块、i路模块和q路模块采用左右对称的布局结构，基准电流和参考电压模块reference generator用于分别为i路模块和q路模块提供基准电流和参考电压模块，基准电流和参考电压模块reference generator位于i路模块版图和q路模块版图的中间。
5.作为本发明的优化方案，i路模块和q路模块均包括直流失调校准电路dcoc、抗混叠滤波器res、多级模拟sigma-delta调制器、多级数模转换器、译码器decoder和量化器quantizer，直流失调校准电路dcoc和抗混叠滤波器res位于版图的顶部，抗混叠滤波器res将滤波后的信号输送到直流失调校准电路dcoc进行直流失调校准，抗混叠滤波器res将滤波后的信号分别输送到多级模拟sigma-delta调制器和多级数模转换器，经过多级数模转换器的信号输送至译码器decoder，再经过译码器decoder后也输送至量化器quantizer；多级模拟sigma-delta调制器输出的信号也输送至量化器quantizer，最后量化器quantizer直接输出。
6.作为本发明的优化方案，多级模拟sigma-delta调制器为三级模拟sigma-delta调制器，三级模拟sigma-delta调制器包括依次串联连接的第一级模拟sigma-delta调制器stage1、第二级模拟sigma-delta调制器stage2和第三级模拟sigma-delta调制器stage3。
7.作为本发明的优化方案，第一级模拟sigma-delta调制器stage1包括电平转换器levelshift、第一电容、差分运放amp和第二电容，所述的第一电容用于隔离电平转换器levelshift和差分运放amp，所述的第二电容用于隔离差分运放amp和多级数模转换器。
8.本发明具有积极的效果：本发明i路模块和q路模块采用iq左右对称的布局结构，提高了版图的匹配性，减小工艺失配。模拟电路和数字电路信号通路简短通畅，有效的减小了走线寄生和版图的面积，巧妙地利用电容将数字电路与模拟电路隔离开来，避免模块之间的相互干扰，提高了数模电路的可靠性，从而实现sigma-delta adc高精度的设计目标。
附图说明
9.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
10.图1为本发明的整体版图布局结构示意图；
11.图2是本发明i路模块和q路模块的版图布局示意图；
12.图3是本发明第一级模拟sigma-delta调制器stage1的版图布局示意图。
具体实施方式
13.如图1所示，本发明公开了一种高精准adc的版图结构设计方法，adc的版图结构包括基准电流和参考电压模块reference generator、i路模块和q路模块、i路模块和q路模块采用左右对称的布局结构，基准电流和参考电压模块reference generator用于分别为i路模块和q路模块提供基准电流和参考电压模块，基准电流和参考电压模块reference generator位于i路模块版图和q路模块版图的中间。其中，i路模块和q路模块采用左右对称的布局结构，采用具有实时同步功能的group设计方式，不仅设计操作简单效率高，而且可以确保iq(i路模块和q路模块)两路版图的高度匹配性，减小了工艺失配。基准电流和参考电压模块reference generator位于i路模块版图和q路模块版图的中间，从而保证输出到iq两路的信号寄生的一致性。
14.如图2所示，i路模块和q路模块均包括直流失调校准电路dcoc、抗混叠滤波器res、多级模拟sigma-delta调制器、多级数模转换器、译码器decoder和量化器quantizer，直流失调校准电路dcoc和抗混叠滤波器res位于版图的顶部，抗混叠滤波器res将滤波后的信号输送到直流失调校准电路dcoc进行直流失调校准，抗混叠滤波器res将滤波后的信号分别输送到多级模拟sigma-delta调制器和多级数模转换器(dac1、dac2、dac3)，经过多级数模转换器的信号输送至译码器decoder，再经过译码器decoder后也输送至量化器quantizer；多级模拟sigma-delta调制器输出的信号也输送至量化器quantizer，最后量化器quantizer直接输出。整体布局信号上入下出，模拟信号和数字信号沿着各自的通路向下传输，信号通路简短通畅，有效的减小了不必要的走线寄生。
15.多级模拟sigma-delta调制器为三级模拟sigma-delta调制器，三级模拟sigma-delta调制器包括依次串联连接的第一级模拟sigma-delta调制器stage1、第二级模拟sigma-delta调制器stage2和第三级模拟sigma-delta调制器stage3。
16.如图3所示，第一级模拟sigma-delta调制器stage1包括电平转换器levelshift、第一电容、差分运放amp和第二电容，第一电容用于隔离电平转换器levelshift(缩写ls)和差分运放amp，第二电容用于隔离差分运放amp和多级数模转换器。差分运放amp比较敏感，所以用电容将其与电平转换器levelshift和多级数模转换器(dac1、dac2、dac3)之间隔离开，进一步避免模块之间的相互干扰，从而有效提高了数模电路的可靠性。
17.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详
细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。