一种参考电压网络和应用其的模数转换器的制作方法

文档序号:29134915发布日期:2022-03-05 01:48阅读:65来源:国知局
一种参考电压网络和应用其的模数转换器的制作方法

1.本发明涉及模拟集成电路领域,尤其涉及一种参考电压网络和应用其的模数转换器。


背景技术:

2.模数转换器(analog to digital converter,adc)是将模拟信号转变为数字信号的电子元件。片上多通道高精度adc是模数转换器的一种,应用于对精度要求较高、有多个输入通道的场合。片上多通道adc通常包括片上参考电压缓冲器、参考电压网络和多个模数转换器。其中,参考缓冲器用于生成参考电压,参考电压网络用于将参考电压传输至多个模数转换器。
3.但是,现有技术中由于参考电压网络的寄生电阻的电压损耗,使得多个模数转换器接收到的实际参考电压相差较大,与激励点或测量点的参考电压相差也较大,进而影响模数转换的精度。


技术实现要素:

4.有鉴于此,本发明实施例的目的在于提供一种参考电压网络和应用其的模数转换器,可以提高模数转换器的精度。
5.第一方面,本发明实施例提供了一种参考电压网络,所述参考电压网络包括:
6.总线,用于获取参考电压;以及
7.分支,与所述总线连接,用于将所述参考电压从所述总线传输至多个目标元件;
8.其中,所述总线和分支的形状被配置为使得各所述目标元件的参考电压的传输路径的阻抗基本相同。
9.在一些实施例中,所述分支的数量设置为与所述目标元件的数量相同,各所述目标元件通过所述分支连接至所述总线。
10.在一些实施例中,根据各分支与总线的连接点的位置,所述位置在总线上的走线越长,所述分支的形状被配置为宽度越大和/或长度越小。
11.在一些实施例中,各所述分支与总线的连接点的位置相近,且各所述分支的形状被配置为长度相同和宽度相同。
12.在一些实施例中,所述分支包括:
13.多个第一级分支,与所述总线连接;以及
14.多个第二级分支,用于将所述多个目标元件连接至所述第一级分支。
15.在一些实施例中,所述第二级分支的形状被配置为使得各所述目标元件接收所述参考电压的路径的阻抗基本相同。
16.在一些实施例中,各所述第二级分支的形状被配置为长度相同和宽度相同。
17.在一些实施例中,各所述第二级分支的形状被配置为距离第一级分支的中点越近,宽度越小和/或长度越大。
18.在一些实施例中,所述总线包括:
19.第一总线;以及
20.第二总线。
21.在一些实施例中,所述第一总线通过多个分支连接至部分目标元件,所述第二总线通过多个分支连接至另一部分目标元件。
22.在一些实施例中,所述分支的形状被配置为使得各所述目标元件接收所述参考电压的路径的阻抗基本相同。
23.在一些实施例中,所述多个分支的形状被配置为长度相同和宽度相同。
24.在一些实施例中,根据各分支与第一总线的连接点的位置,所述位置在第一总线上的走线越长,与所述第一总线连接的多个分支的形状被配置为宽度越小和/或长度越大;以及
25.根据各分支与第二总线的连接点的位置,所述位置在第二总线上的走线越长,与所述第二总线连接的多个分支的形状被配置为宽度越小和/或长度越大。
26.在一些实施例中,所述第一总线通过多个分支连接至全部目标元件,所述第二总线通过多个分支连接至全部目标元件。
27.在一些实施例中,所述分支包括:
28.多个第一级分支,一部分与所述第一总线连接,另一部分与所述第二总线连接;以及
29.多个第二级分支,用于将所述多个目标元件连接至所述第一级分支,其数量为目标元件数量的两倍;
30.其中,与所述第一总线连接的第一级分支通过多个第二级分支连接至全部目标元件,与所述第二总线连接的第一级分支通过多个第二级分支连接至全部目标元件。
31.在一些实施例中,所述第二级分支的形状被配置为使得各所述目标元件接收所述参考电压的路径的阻抗基本相同。
32.在一些实施例中,所述多个第二级分支的形状被配置为长度相同和宽度相同。
33.在一些实施例中,各所述第二级分支的形状被配置为距离第一级分支的中点越近,宽度越小和/或长度越大。
34.在一些实施例中,所述参考电压网络还包括:
35.测量点,设置在所述总线上,用于获取实际传输给目标元件的参考电压。
36.第二方面,本发明实施例提供了一种模数转换器,所述模数转换器包括:
37.多个通道的模数转换电路;
38.参考电压生成电路,用于根据基准信号和反馈信号生成参考电压;
39.参考电压网络,用于获取所述参考电压,并将所述参考电压传输至所述多个通道的模数转换电路,以使得所述模数转换电路根据所述参考电压以及另有的输入模拟电压进行模数转换;
40.其中,所述参考电压网络被配置为使得各所述模数转换电路接收所述参考电压的路径的阻抗基本相同。
41.在一些实施例中,所述参考电压网络包括:
42.总线,用于获取所述参考电压;
43.分支,用于将所述参考电压从所述总线传输至所述多个通道的模数转换电路。
44.在一些实施例中,所述参考电压网络还包括:
45.测量点,设置在所述总线上,用于获取实际传输给所述模数转换电路的参考电压;
46.反馈信号生成电路,连接至所述测量点,用于根据获取的参考电压生成所述反馈信号。
47.在一些实施例中,所述模数转换器还包括:
48.激励点,设置在所述参考电压生成电路的输出端;
49.第一引脚;
50.第一焊盘,连接至所述激励点;
51.第二焊盘,连接至所述激励点;
52.第一键合线,连接在所述第一焊盘和所述第一引脚之间;以及
53.第二键合线,连接在所述第二焊盘和所述第一引脚之间;
54.其中,所述第一键合线和所述第二键合线用于将所述参考电压传输至所述第一引脚。
55.在一些实施例中,所述模数转换器还包括:
56.第二引脚;
57.第三焊盘,与所述总线连接;
58.第四焊盘,与所述总线连接;
59.第三键合线,连接在所述第三焊盘和所述第二引脚之间;以及
60.第四键合线,连接在所述第四焊盘和所述第二引脚之间;
61.其中,所述第二引脚通过外部电路接收所述参考电压,并通过所述第三键合线和所述第四键合线将所述参考电压传输至所述总线。
62.在一些实施例中,所述第三焊盘和所述第四焊盘相互连接,以使得所述第三键合线和所述第四键合线并联,所述总线连接至所述第三焊盘和所述第四焊盘的连接点。
63.在一些实施例中,所述总线包括:
64.第一总线,连接至所述第三焊盘;以及
65.第二总线,连接至所述第四焊盘。
66.在一些实施例中,所述分支的数量设置为与所述模数转换电路的数量相同,各所述模数转换电路通过所述分支连接至所述总线。
67.在一些实施例中,根据各分支与总线的连接点的位置,所述位置在总线上的走线越长,所述分支的形状被配置为宽度越大和/或长度越小。
68.在一些实施例中,各所述分支与总线的连接点的位置相近,且各所述分支的形状被配置为长度相同和宽度相同。
69.在一些实施例中,所述分支包括:
70.多个第一级分支,与所述总线连接;以及
71.多个第二级分支,用于将所述多个模数转换电路连接至所述第一级分支。
72.在一些实施例中,所述第二级分支的形状被配置为使得各所述模数转换电路接收所述参考电压的路径的阻抗基本相同。
73.在一些实施例中,各所述第二级分支的形状被配置为长度相同和宽度相同。
74.在一些实施例中,各所述第二级分支的形状被配置为距离第一级分支的中点越近,宽度越小和/或长度越大。
75.在一些实施例中,所述第一总线通过多个分支连接至部分模数转换电路,所述第二总线通过多个分支连接至另一部分模数转换电路。
76.在一些实施例中,所述分支的形状被配置为使得各所述模数转换电路接收所述参考电压的路径的阻抗基本相同。
77.在一些实施例中,所述多个分支的形状被配置为长度相同和宽度相同。
78.在一些实施例中,根据各分支与第一总线的连接点的位置,所述位置在第一总线上的走线越长,与所述第一总线连接的多个分支的形状被配置为宽度越小和/或长度越大;以及
79.根据各分支与第二总线的连接点的位置,所述位置在第二总线上的走线越长,与所述第二总线连接的多个分支的形状被配置为宽度越小和/或长度越大。
80.在一些实施例中,所述第一总线通过多个分支连接至全部模数转换电路,所述第二总线通过多个分支连接至全部模数转换电路。
81.在一些实施例中,所述分支包括:
82.多个第一级分支,一部分与所述第一总线连接,另一部分与所述第二总线连接;以及
83.多个第二级分支,用于将所述多个模数转换电路连接至所述第一级分支,其数量为模数转换电路数量的两倍;
84.其中,与所述第一总线连接的第一级分支通过多个第二级分支连接至全部模数转换电路,与所述第二总线连接的第一级分支通过多个第二级分支连接至全部模数转换电路。
85.在一些实施例中,所述第二级分支的形状被配置为使得各所述模数转换电路接收所述参考电压的路径的阻抗基本相同。
86.在一些实施例中,所述多个第二级分支的形状被配置为长度相同和宽度相同。
87.在一些实施例中,各所述第二级分支的形状被配置为距离第一级分支的中点越近,宽度越小和/或长度越大。
88.在一些实施例中,测量点设置在总线与分支的连接点附近。
89.在一些实施例中,测量点设置在所述第三焊盘和第四焊盘附近。
90.在一些实施例中,所述参考电压生成电路包括运算放大器。
91.在一些实施例中,所述反馈信号生成电路包括:
92.第一电阻;以及
93.第二电阻;
94.其中,所述第一电阻和所述第二电阻串联在所述测量点和接地端之间,所述第一电阻和所述第二电阻中至少一个为可变电阻。
95.本发明实施例的技术方案通过对模数转换芯片内部配套的参考电压走线网络进行设计,为多个通道的模数转换电路提供参考电压,使得多个模数转换电路接收参考电压的路径的阻抗基本相同,进而使得多个模数转换电路接收到的参考电压基本一致,减小参考电压走线网络上的压降对参考电压精度以及模数转换精度的影响。由此,可以提高模数
转换器的精度。
附图说明
96.通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚,在附图中:
97.图1是本发明实施例的模数转换器的示意图;
98.图2是本发明第一实施例的模数转换器的电路图;
99.图3是本发明第二实施例的模数转换器的电路图;
100.图4是本发明第三实施例的模数转换器的电路图;
101.图5是本发明第四实施例的模数转换器的电路图;
102.图6是本发明第五实施例的模数转换器的电路图;
103.图7是本发明第六实施例的模数转换器的电路图;
104.图8是本发明第七实施例的模数转换器的电路图;
105.图9是本发明第八实施例的模数转换器的电路图;
106.图10是本发明第九实施例的模数转换器的电路图;
107.图11是本发明第十实施例的模数转换器的电路图。
具体实施方式
108.以下基于实施例对本发明进行描述,但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质,公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
109.此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。
110.同时,应当理解,在以下的描述中,“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时,它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件,元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反,当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时,意味着两者不存在中间元件。
111.除非上下文明确要求,否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义;也就是说,是“包括但不限于”的含义。
112.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
113.图1是本发明实施例的模数转换器的示意图。在图1所示的实施例中,模数转换器包括参考电压生成电路11、反馈信号生成电路12和多个模数转换电路。应理解,模数转换电路为用于进行模数转换的电路,模数转换器包括多个模数转换电路和其它电路。
114.其中,参考电压生成电路11用于根据反馈信号vs和基准信号vbg生成参考电压vf。其中,参考电压生成电路11可以通过引脚接收外部输入的信号,以获取所述基准信号vbg,
反馈信号vs可以通过反馈信号生成电路12获取。
115.进一步地,所述模数转换器还包括激励点pf,连接在所述参考电压生成电路11的输出端,用于输出参考电压vf。
116.进一步地,所述模数转换器还包括第一焊盘pad1、第二焊盘pad2和第一引脚pin1。其中,第一焊盘pad1和第二焊盘pad2连接至激励点pf,第一焊盘pad1通过第一键合线bw1与第一引脚pin1连接,第二焊盘pad2通过第二键合线bw2与第一引脚pin1连接。由此,可以将激励点pf的参考电压vf经由第一焊盘pad1、第二焊盘pad2、第一键合线bw1和第二键合线bw2通过第一引脚pin1输出。
117.进一步地,所述模数转换器还包括第三焊盘pad3、第四焊盘pad4和第二引脚pin2。其中,第二引脚pin2通过外部电路连接至所述第一引脚pin1,以从第一引脚pin1获取参考电压vf。第三焊盘pad3通过第三键合线bw3与第二引脚pin2连接,第四焊盘pad4通过第四键合线bw4与第二引脚pin2连接。由此,可以通过第三键合线bw3和第四键合线bw4将第二引脚pin2接收到的参考电压vf输出至第三焊盘pad3、第四焊盘pad4。
118.应理解,上述pin指芯片封装好后的管脚,即可以看到的管脚。pad是硅片的管脚(或者称之为衬垫),是封装在芯片内部的。
119.进一步地,所述模数转换器还包括总线bus和分支branch,其中,总线bus与第三焊盘和第四焊盘连接,分支branch将所述多个模数转换电路连接至总线bus。由此,可以将参考电压vf传输至所述多个模数转换电路,进而使得多个模数转换电路根据参考电压vf进行模数转换。进一步地,所述模数转换器还包括测量点ps,设置在所述总线bus上,而非激励点pf上。因为在该反馈控制环路中,测量点的电压是准确的、理想的参考电压,当测量点靠近分支及各个模数转换电路时,模数转换电路实际获取的参考电压更加准确。在本实施例中,反馈信号生成电路12与测量点ps连接,以获取实际传输的参考电压vf,并根据所述参考电压vf生成反馈信号vs,并将反馈信号vs输出至参考电压生成电路11,以使得参考电压生成电路11根据反馈信号vs和基准信号vbg生成参考电压vf。
120.在本实施例中,参考电压生成电路11、激励点pf、第一第二焊盘、第一引脚、外部连接、第三第四焊盘、第二引脚、反馈信号生成电路12、测量点ps构成所谓的反馈控制环路,能够根据输入电压在测量点产生闭环系统准确的输出电压,提供参考电压给模数转换电路。同时,该反馈控制环路通过环路增益,能够减小环路中的阻抗和感抗,包括总线的等效走线阻抗、键合线的等效电感和电阻,使得外部储能电路即下文所述的电容ca到模数转换电路这条通路上的阻抗最小化,因而加快外部到内部的响应。进一步地,在图1所示的实施例中,以模数转换电路的数量为八个为例进行说明,分别是adc1-adc8。
121.进一步地,如上所述,通过总线bus和分支branch将参考电压vf从第三焊盘pad1和第四焊盘pad2分别传输至多个模数转换电路,由于多个模数转换电路的位置不同,各个模数转换电路接收参考电压vf的路径也不同,而且,传输路径的阻抗会对参考电压vf带来一定的损耗。由此,所述总线和所述分支的形状被配置为使得各所述模数转换电路接收所述参考电压的路径的阻抗相同或基本相同,由此,可以使得各个模数转换电路接收到的参考电压基本相同,提高模数转换的精度。
122.另外,在集成电路版图设计上,会将所述的总线和分支走线宽度适当加粗,以减小走线的等效电阻和其造成的电压降,同时控制到其寄生电容不会太大,这样走线寄生电阻
和电容引起的延时能够做到最小,加快参考电压的瞬态响应速度,减小瞬态响应误差。
123.进一步地,本发明实施例对总线和分支的形状的设置可以通过各种方式,以下通过不同的实施例的对总线和分支的形状进行说明。
124.图2是本发明第一实施例的模数转换器的电路图。在图2所示的实施例中,参考电压生成电路11通过运算放大器opamp来实现,其同相输入端接收所述基准信号vbg,反相输入端接收反馈信号vs。本实施例中,运算放大器用于计算基准信号vbg和反馈信号vs的误差信号,并将误差信号进行放大后作为参考电压vf,并将参考电压vf输出。
125.进一步地,第一键合线bw1、第二键合线bw2、第三键合线bw3和第四键合线bw4均可等效为理想电阻和理想电感串联。具体地,第一键合线bw1等效为电阻r1和电感l1串联,第二键合线bw2等效为电阻r2和电感l2串联,第三键合线bw3等效为电阻r3和电感l3串联,第四键合线bw4等效为电阻r4和电感l4串联。
126.进一步地,所述反馈信号生成电路12包括第一电阻ra和第二电阻rb。其中,所述第一电阻和所述第二电阻串联在所述测量点和接地端之间形成分压网路,通过采样两个电阻的连接点的电压获取反馈信号。
127.进一步地,所述第一电阻ra和所述第二电阻rb中至少有一个为可变电阻,由此,可以通过改变可变电阻的阻值,以调节反馈信号的值,最终调节测试点参考电压的绝对值大小,使其为准确的、理想的参考电压。
128.应理解,图2中以第一电阻ra为可变电阻为例进行说明,但本发明实施例对此不做限制,第一电阻ra和第二电阻rb之中的任意一个或两个都可以是可变电阻。同时,第二电阻rb可以通过模数转换器的接地引脚(图中未示出)接地。
129.进一步地,如上所述,第二引脚pin2通过外部电路连接至第一引脚pin1,以从第一引脚pin1获取参考电压vf。具体地,外部电路包括电容ca,其中,电容ca的一端连接第一引脚pin1和第二引脚pin2,另一端接地。
130.在图2所示的实施例中,第三焊盘pad3和第四焊盘pad4相互连接,以使得第三键合线bw3和第四键合线bw4并联。总线bus连接至第三焊盘pad3和第四焊盘pad4的连接点a1。测量点ps设置在连接点a1附近。
131.进一步地,总线bus如图2中的线段a1-ps、线段ps-a2和线段a2-a3。分支branch为从各个模数转换电路到线段a2-a3之间线段。
132.分支branch的数量与模数转换电路的数量相同,每个模数转换电路对应一个分支。
133.在本实施例中,根据各分支与总线的连接点的位置,所述位置在总线上的走线越长,所述分支的形状被配置为宽度越大和/或长度越小。其中,位置在总线上的走线为第三焊盘或第四焊盘到位置点之间的连线。
134.进一步地,根据各分支与总线的连接点的位置,所述位置与所述第三焊盘pad3或第四焊盘pad4之间的距离越大,所述分支的形状被配置为宽度越大。
135.具体地,在图2所示的连接方式中,总线bus的宽度被设置为相同,各个模数转换电路对应的分支的长度被设置为相同,对于分支的宽度,从adc1到adc8,各个模数转换电路对应的分支逐渐变细。由此,由于从adc1到adc8的参考电压vf的传输路径中,所经过的总线的长度逐渐减小,即总线的阻抗逐渐减小;同时,从adc1到adc8的参考电压vf的传输路径中,
分支的宽度逐渐变细,即分支的阻抗逐渐增大。对于每一个模数转换电路的传输路径,路径的总阻抗等于总线阻抗和分支阻抗之和,由此,可以使得每一个模数转换电路的总阻抗基本相同。
136.本发明实施例通过对模数转换芯片内部配套的参考电压走线网络进行设计,为多个通道的模数转换电路提供参考电压,使得多个模数转换电路接收参考电压的路径的阻抗基本相同,进而使得多个模数转换电路接收到的参考电压基本一致,减小参考电压走线网络上的压降对参考电压精度以及模数转换精度的影响。由此,可以提高模数转换器的精度。
137.图3是本发明第二实施例的模数转换器的电路图。图3所示的实施例与图2的区别在于,在图3中,各分支的宽度被设置为相同。同时,根据各分支与总线的连接点的位置,所述位置与所述第三焊盘或第四焊盘之间的距离越大,所述分支的形状被配置为长度越小。
138.具体地,在图3所示的连接方式中,总线bus的宽度被设置为相同,各个模数转换电路对应的分支的宽度被设置为相同,对于分支的长度,从adc1到adc8,各个模数转换电路对应的分支的长度逐渐增加。由此,由于从adc1到adc8的参考电压vf的传输路径中,所经过的总线的长度逐渐减小,即总线的阻抗逐渐减小;同时,从adc1到adc8的参考电压vf的传输路径中,分支的长度逐渐增大,即分支的阻抗逐渐增大。对应每一个模数转换电路的传输路径,路径的总阻抗等于总线阻抗和分支阻抗之和,由此,可以使得每一个模数转换电路的总阻抗基本相同。
139.本发明实施例通过对模数转换芯片内部配套的参考电压走线网络进行设计,为多个通道的模数转换电路提供参考电压,使得多个模数转换电路接收参考电压的路径的阻抗基本相同,进而使得多个模数转换电路接收到的参考电压基本一致,减小参考电压走线网络上的压降对参考电压精度以及模数转换精度的影响。由此,可以提高模数转换器的精度。
140.应理解,上述图2和图3所示的实施例中,图2以调节分支的宽度为例进行说明,图2以调节分支的长度为例进行说明,但本发明实施例对此不作限制,也可以通过其它方式实现各模数转换电路接收参考电压的路径的阻抗基本相同。例如,可以通过同时调节分支的长度和宽度来实现,从adc1到adc8,各个模数转换电路对应的分支的长度逐渐增加,且宽度逐渐减小。
141.图4是本发明第三实施例的模数转换器的电路图。图4所示的实施例与图2的区别在于,在图4中,总线bus包括线段a1-ps和线段ps-a2。分支branch为各个模数转换电路到线段ps-a2之间连线。
142.在图4所示的实施例中,第三焊盘pad3和第四焊盘pad4相互连接,以使得第三键合线bw3和第四键合线bw4并联。总线bus连接至第三焊盘pad3和第四焊盘pad4的连接点a1。测量点ps设置在连接点a1附近。
143.进一步地,所述分支branch的数量设置为与所述模数转换电路的数量相同,各所述模数转换电路通过所述分支branch连接至所述总线bus。
144.进一步地,各所述分支与总线的连接点的位置相近,且各所述分支的形状被配置为长度相同和宽度相同。
145.进一步地,在图4所示的连接方式中,总线bus的宽度被设置为相同,同时,各个模数转换电路对应的分支的宽度和长度被设置为相同,使得各模数转换电路的传输路径中,分支的阻抗相同。同时,将各个分支与总线的连接点之间的距离设置为较近,使得的参考电
压vf的传输路径中,总线的阻抗基本相同。由此,可以使得每一个模数转换电路的总阻抗基本相同。
146.本发明实施例通过对模数转换芯片内部配套的参考电压走线网络进行设计,为多个通道的模数转换电路提供参考电压,使得多个模数转换电路接收参考电压的路径的阻抗基本相同,进而使得多个模数转换电路接收到的参考电压基本一致,减小参考电压走线网络上的压降对参考电压精度以及模数转换精度的影响。由此,可以提高模数转换器的精度。图5是本发明第四实施例的模数转换器的电路图。在图5所示的实施例中,第三焊盘pad3和第四焊盘pad4的连接点为b1,总线bus包括线段b1-b2、线段b2-b3和线段b3-ps。其中,ps为测量点。各模数转换电路与测量点ps之间的连线为分支branch。
147.进一步地,为了便于说明,本发明实施例将分支分为两级,包括第一级分支和第二级分支。其中,第一级分支与总线bus连接。第二级分支用于将所述多个模数转换电路连接至所述第一级分支。
148.具体地,第一级分支包括线段ps-b4、线段b4-b5和线段b4-b6。其中,点b4将第一级分支分为两部分,分别为线段b4-b5和线段b4-b6。同时,线段b4-b5所在的第一级分支通过第二级分支连接一部分模数转换电路,线段b4-b6所在的第一级分支通过第二级分支连接另一部分模数转换电路。更具体地,由于图5中所示的模数转换电路的数量为八,由此,线段b4-b5和线段b4-b6所在的第一级分支分别连接四个模数转换电路。
149.在本实施例中,各个第二级分支的形状设置为长度相同和宽度相同。
150.进一步地,由于总线bus连接至分支的中点(即b4),中点两边连接的模数转换电路的数量相同,且,距离中点b4最近的模数转换电路和最远的模数转换电路的路径相差不大,由此,可以使得每一个模数转换电路的总阻抗基本相同。
151.本发明实施例通过对模数转换芯片内部配套的参考电压走线网络进行设计,为多个通道的模数转换电路提供参考电压,使得多个模数转换电路接收参考电压的路径的阻抗基本相同,进而使得多个模数转换电路接收到的参考电压基本一致,减小参考电压走线网络上的压降对参考电压精度以及模数转换精度的影响。由此,可以提高模数转换器的精度。
152.同时,对于图5所示的实施例,还可以通过对分支的形状进行设置,以进一步提高模数转换器的精度,具体可如图6所示的第五实施例和图7所示的第六实施例。
153.图6是本发明第五实施例的模数转换器的电路图。图6所示的实施例与图5的区别在于,在图6中,第二级分支的形状发生了变化。
154.进一步地,各个第二级分支的长度相同,同时,距离第一级分支的中点b4越近的第二级分支,宽度越小。
155.具体地,在图6所示的连接方式中,各个模数转换电路的参考电压vf的传输路径中,所经过的总线bus是相同的,即总线阻抗相同。同时,距离第一级分支的中点b4越近的模数转换电路,其参考电压vf的传输路径所经过的第一级分支的路径越短,即第一级分支阻抗越小。距离第一级分支的中点b4越近的模数转换电路,其参考电压vf的传输路径所经过的第二级分支的宽度越小,即第二级分支阻抗越大。由于,总阻抗等于总线阻抗、第一级分支阻抗和第二级分支阻抗之和,由此,可以使得各个模数转换电路的总阻抗基本相同。
156.本发明实施例通过对模数转换芯片内部配套的参考电压走线网络进行设计,为多个通道的模数转换电路提供参考电压,使得多个模数转换电路接收参考电压的路径的阻抗
基本相同,进而使得多个模数转换电路接收到的参考电压基本一致,减小参考电压走线网络上的压降对参考电压精度以及模数转换精度的影响。由此,可以提高模数转换器的精度。图7是本发明第六实施例的模数转换器的电路图。图7所示的实施例与图5的区别在于,在图7中,第二级分支的形状发生了变化。
157.进一步地,各个第二级分支的宽度相同,同时,距离第一级分支的中点b4越近的第二级分支,长度越大。
158.具体地,在图7所示的连接方式中,各个模数转换电路的参考电压vf的传输路径中,所经过的总线bus是相同的,即总线阻抗相同。同时,距离第一级分支的中点b4越近的模数转换电路,其参考电压vf的传输路径所经过的第一级分支的路径越短,即第一级分支阻抗越小。距离第一级分支的中点b4越近的模数转换电路,其参考电压vf的传输路径所经过的第二级分支的长度越大,即第二级分支阻抗越大。由于,总阻抗等于总线阻抗、第一级分支阻抗和第二级分支阻抗之和,由此,可以使得各个模数转换电路的总阻抗基本相同。
159.本发明实施例通过对模数转换芯片内部配套的参考电压走线网络进行设计,为多个通道的模数转换电路提供参考电压,使得多个模数转换电路接收参考电压的路径的阻抗基本相同,进而使得多个模数转换电路接收到的参考电压基本一致,减小参考电压走线网络上的压降对参考电压精度以及模数转换精度的影响。由此,可以提高模数转换器的精度。
160.图5、6、7与图2、3、4相比,各个分支的分叉点在adc1~8的中间点,同时测量点靠近分叉点放置,这样使得分支上的参考电压更加准确,同时各路adc与分叉点的距离相差较小,总的距离更近。
161.图8是本发明第七实施例的模数转换器的电路图。在图8所示的实施例中,第三焊盘pad3和第四焊盘pad4没有相互连接,且第三焊盘pad3和第四焊盘pad4分别连接至不同的总线。
162.进一步地,第三焊盘pad3连接至第一总线bus1,所述第一总线bus1包括线段pad3-e1、e1-e2、e2-ps、ps-e3和e3-e4。
163.进一步地,第四焊盘pad4连接至第二总线bus2,所述第二总线bus1包括线段pad4-e5、e5-e6、e6-e7、e7-e8和e8-e9。
164.进一步地,所述第一总线bus1通过多个分支连接至部分模数转换电路,所述第二总线bus2通过多个分支连接至另一部分模数转换电路。
165.其中,第一总线bus1通过线段e3-e4连接一部分模数转换电路,第二总线bus2通过线段e8-e9连接另一部分模数转换电路。更具体地,由于图8中所示的模数转换电路的数量为八,由此,线段e3-e4和线段e8-e9分别连接四个模数转换电路。
166.在本实施例中,各分支的形状被配置为长度相同和宽度相同。
167.进一步地,由于第一总线bus1和第二总线bus2连接的模数转换电路的数量相同均为模数转换电路的总数量的一半,使得第一总线bus1(或第二总线bus2)连接的多个模数转换电路中,各个模数转换电路的参考电压的传输路径所经过的总线的长度相差并不大,即总线阻抗的基本相同。同时,分支的阻抗相同,使得总阻抗基本相同。
168.总线1和总线2两者互相独立,可以减少单根总线上的噪声干扰,以及对应的分支上的干扰。因此,可将模数转换电路中的噪声源连接至总线1,而将噪声敏感电路连接至总线2,从而提高模数转换电路的噪声性能。
169.本发明实施例通过对模数转换芯片内部配套的参考电压走线网络进行设计,为多个通道的模数转换电路提供参考电压,使得多个模数转换电路接收参考电压的路径的阻抗基本相同,进而使得多个模数转换电路接收到的参考电压基本一致,减小参考电压走线网络上的压降对参考电压精度以及模数转换精度的影响。由此,可以提高模数转换器的精度。同时,对于图8所示的实施例,还可以通过对分支的形状进行设置,以进一步提高模数转换器的精度,具体可如图9所示的第八实施例和图10所示的第九实施例。
170.图9是本发明第八实施例的模数转换器的电路图。图9所示的实施例与图8的区别在于,在图9中,分支的形状发生了变化。
171.在本实施例中,根据各分支与第一总线的连接点的位置,所述位置在第一总线上的走线越长,与所述第一总线连接的多个分支的形状被配置为宽度越小,根据各分支与第二总线的连接点的位置,所述位置在第二总线上的走线越长,与所述第二总线连接的多个分支的形状被配置为宽度越小。
172.进一步地,各个分支的长度相同,同时,距离第三焊盘pad3(或第四焊盘pad4)越近的分支,宽度越小。
173.具体地,在图9所示的连接方式中,对于第一总线bus1所连接的多个模数转换电路中,距离第三焊盘pad3越近的分支,宽度越小。由于距离第三焊盘pad3越近的分支,所连接的模数转换电路接收参考电压vf的路径的总线长度越小,即总线阻抗越小;同时,距离第三焊盘pad3越近的分支,所连接的模数转换电路接收参考电压vf的路径的分支宽度越小,即分支阻抗越大。由此,可以使得各个模数转换电路的总阻抗基本相同。同理,第二总线bus2所连接的多个模数转换电路的总阻抗也基本相同。
174.本发明实施例通过对模数转换芯片内部配套的参考电压走线网络进行设计,为多个通道的模数转换电路提供参考电压,使得多个模数转换电路接收参考电压的路径的阻抗基本相同,进而使得多个模数转换电路接收到的参考电压基本一致,减小参考电压走线网络上的压降对参考电压精度以及模数转换精度的影响。由此,可以提高模数转换器的精度。
175.图10是本发明第九实施例的模数转换器的电路图。图10所示的实施例与图8的区别在于,在图10中,分支的形状发生了变化。
176.在本实施例中,根据各分支与第一总线的连接点的位置,所述位置在第一总线上的走线越长,与所述第一总线连接的多个分支的形状被配置为长度越大,根据各分支与第二总线的连接点的位置,所述位置在第二总线上的走线越长,与所述第二总线连接的多个分支的形状被配置为长度越大。
177.进一步地,各个分支的宽度相同,同时,距离第三焊盘pad3(或第四焊盘pad4)越近的分支,长度越大。
178.具体地,在图10所示的连接方式中,对于第一总线bus1所连接的多个模数转换电路中,距离第三焊盘pad3越近的分支,长度越小。由于距离第三焊盘pad3越近的分支,所连接的模数转换电路接收参考电压vf的路径的总线长度越小,即总线阻抗越小;同时,距离第三焊盘pad3越近的分支,所连接的模数转换电路接收参考电压vf的路径的分支长度越大,即分支阻抗越大。由此,可以使得各个模数转换电路的总阻抗基本相同。同理,第二总线bus2所连接的多个模数转换电路的总阻抗也基本相同。
179.本发明实施例通过对模数转换芯片内部配套的参考电压走线网络进行设计,为多
个通道的模数转换电路提供参考电压,使得多个模数转换电路接收参考电压的路径的阻抗基本相同,进而使得多个模数转换电路接收到的参考电压基本一致,减小参考电压走线网络上的压降对参考电压精度以及模数转换精度的影响。由此,可以提高模数转换器的精度。
180.图11是本发明第十实施例的模数转换器的电路图。在图11所示的实施例中,第三焊盘pad3和第四焊盘pad4没有相互连接,且第三焊盘pad3和第四焊盘pad4分别连接至不同的总线。
181.进一步地,第三焊盘pad3连接至第一总线bus1,所述第一总线bus1包括线段pad3-g1、g1-g2和g2-ps。
182.进一步地,第四焊盘pad4连接至第二总线bus2,所述第二总线bus2包括线段pad4-h1、h1-h2和h2-h3。
183.进一步地,为了便于说明,本发明实施例将分支分为两级,包括第一级分支和第二级分支。第一级分支与总线bus连接。第二级分支用于将所述多个模数转换电路连接至所述第一级分支。
184.其中,第一总线bus1的第一级分支包括线段ps-g3、g3-g4和g3-g5,与第一总线bus1连接。第二级分支用于将所述多个模数转换电路连接至所述第一级分支的线段g3-g4和g3-g5。
185.第二总线bus2的第一级分支包括线段h3-h4、h4-h5和h4-h6,与第二总线bus2连接。第二级分支用于将所述多个模数转换电路连接至所述第一级分支的线段h4-h5和h4-h6。
186.具体地,对于第一总线bus1的第一级分支,点g3将第一级分支分为两部分,分别为线段g3-g4和线段g3-g5。同时,线段g3-g4所在的第一级分支通过第二级分支连接一部分模数转换电路,线段g3-g5所在的第一级分支通过第二级分支连接另一部分模数转换电路。更具体地,由于图11中所示的模数转换电路的数量为八,由此,线段g3-g4和线段g3-g5所在的第一级分支分别连接四个模数转换电路。
187.同时,对于第二总线bus2的第一级分支,点h3将第一级分支分为两部分,分别为线段h4-h5和线段h4-h6。同时,线段h4-h5所在的第一级分支通过第二级分支连接一部分模数转换电路,线段h4-h6所在的第一级分支通过第二级分支连接另一部分模数转换电路。更具体地,由于图11中所示的模数转换电路的数量为八,由此,线段h4-h5和线段h4-h6所在的第一级分支分别连接四个模数转换电路。
188.在本实施例中,各个第二级分支的形状被配置为为长度相同和宽度相同。
189.进一步地,由于总线bus(第一总线bus1或第二总线bus2)连接至分支的中点(即g3或h4),中点两边连接的模数转换电路的数量相同,且,距离中点最近的模数转换电路和最远的模数转换电路的路径相差不大,由此,可以使得每一个模数转换电路的总阻抗基本相同。
190.本发明实施例通过对模数转换芯片内部配套的参考电压走线网络进行设计,为多个通道的模数转换电路提供参考电压,使得多个模数转换电路接收参考电压的路径的阻抗基本相同,进而使得多个模数转换电路接收到的参考电压基本一致,减小参考电压走线网络上的压降对参考电压精度以及模数转换精度的影响。由此,可以提高模数转换器的精度。
191.同时,对于图11所示的实施例,还可以通过对分支的形状进行设置,以进一步提高
模数转换电路的精度,具体地,可以配置距离g3点或h4点越近的模数转换电路的分支的长度越大和/或宽度越小,以使得每一个模数转换电路的总阻抗基本相同,本发明实施例在此不再赘述。
192.应理解,在图1-图11中所示的电路中,键合线bw1-bw4、总线bus和分支branch仅仅是为了便于说明而起的名称,其并不对键合线、总线和分支的材质和功能进行限定。本发明实施例中,键合线、总线和分支都起信号传输作用,其可以通过键合金线、键合银线或其它导电线实现。
193.还应理解,图1-图11中所示的总线和分支的形状仅为本发明实施例所提供的几个示例,本发明实施例的对总线和分支的形状的设置不做限定,只要使得多个模数转换电路接收参考电压的路径的阻抗基本相同即可。
194.进一步地,本发明实施例的参考电压网络不限于上述列举的模数转换器,其可以应用于各种需要多通道参考电压的场景,由此,本发明实施例还提供了一种参考电压网络,其可以为多通道的目标元件提供参考电压,例如,所述目标元件可以为比较器电路或大功率的稳压电路等,参考电压可以为其提供参考源。
195.具体地,所述参考电压网络包括:
196.总线,用于获取参考电压;以及
197.分支,与所述总线连接,用于将所述参考电压从所述总线传输至多个目标元件;
198.其中,所述总线和分支的形状被配置为使得各所述目标元件的参考电压的传输路径的阻抗基本相同。
199.在一些实施例中,所述分支的数量设置为与所述目标元件的数量相同,各所述目标元件通过所述分支连接至所述总线。
200.在一些实施例中,根据各分支与总线的连接点的位置,所述位置在总线上的走线越长,所述分支的形状被配置为宽度越大和/或长度越小。
201.在一些实施例中,各所述分支与总线的连接点的位置相近,且各所述分支的形状被配置为长度相同和宽度相同。
202.在一些实施例中,所述分支包括:
203.多个第一级分支,与所述总线连接;以及
204.多个第二级分支,用于将所述多个目标元件连接至所述第一级分支。
205.在一些实施例中,所述第二级分支的形状被配置为使得各所述目标元件接收所述参考电压的路径的阻抗基本相同。
206.在一些实施例中,各所述第二级分支的形状被配置为长度相同和宽度相同。
207.在一些实施例中,各所述第二级分支的形状被配置为距离第一级分支的中点越近,宽度越小和/或长度越大。
208.在一些实施例中,所述总线包括:
209.第一总线;以及
210.第二总线。
211.在一些实施例中,所述第一总线通过多个分支连接至部分目标元件,所述第二总线通过多个分支连接至另一部分目标元件。
212.在一些实施例中,所述分支的形状被配置为使得各所述目标元件接收所述参考电
压的路径的阻抗基本相同。
213.在一些实施例中,所述多个分支的形状被配置为长度相同和宽度相同。
214.在一些实施例中,根据各分支与第一总线的连接点的位置,所述位置在第一总线上的走线越长,与所述第一总线连接的多个分支的形状被配置为宽度越小和/或长度越大;以及
215.根据各分支与第二总线的连接点的位置,所述位置在第二总线上的走线越长,与所述第二总线连接的多个分支的形状被配置为宽度越小和/或长度越大。
216.在一些实施例中,所述第一总线通过多个分支连接至全部目标元件,所述第二总线通过多个分支连接至全部目标元件。
217.在一些实施例中,所述分支包括:
218.多个第一级分支,一部分与所述第一总线连接,另一部分与所述第二总线连接;以及
219.多个第二级分支,用于将所述多个目标元件连接至所述第一级分支,其数量为目标元件数量的两倍;
220.其中,与所述第一总线连接的第一级分支通过多个第二级分支连接至全部目标元件,与所述第二总线连接的第一级分支通过多个第二级分支连接至全部目标元件。
221.在一些实施例中,所述第二级分支的形状被配置为使得各所述目标元件接收所述参考电压的路径的阻抗基本相同。
222.在一些实施例中,所述多个第二级分支的形状被配置为长度相同和宽度相同。
223.在一些实施例中,各所述第二级分支的形状被配置为距离第一级分支的中点越近,宽度越小和/或长度越大。
224.在一些实施例中,所述参考电压网络还包括:
225.测量点,设置在所述总线上,用于获取实际传输给目标元件的参考电压。
226.以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域技术人员而言,本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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