模擬電路設(shè)計(jì)需要扎實(shí)的模電基礎(chǔ)以及豐富的經(jīng)驗(yàn)積累，這里，我們分享一位模電老工程師的總結(jié)，幫助大家在設(shè)計(jì)中少踩坑，少走彎路 ，覺(jué)得好的點(diǎn)個(gè)贊??！

1.

系統(tǒng)定義

??系統(tǒng)定義是模擬電路設(shè)計(jì)的基本前提。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，模擬電路設(shè)計(jì)工程師需要對(duì)電路系統(tǒng)及子系統(tǒng)做出相應(yīng)的功能定義，并確定面積、功耗等相關(guān)性能的參數(shù)范圍。

2.

電路設(shè)計(jì)

電路結(jié)構(gòu)的選擇是電路設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。模擬電路設(shè)計(jì)工程師需要根據(jù)模擬電路需要實(shí)現(xiàn)的功能要求、設(shè)計(jì)規(guī)范及相應(yīng)的參數(shù)指標(biāo)選擇合適的電路結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上確定元器件的組合方式等。     針對(duì)模擬電子電路的設(shè)計(jì)，目前暫時(shí)沒(méi)有可以利用的比較成熟的設(shè)計(jì)軟件，因此，只能是有工程師根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)手工完成。這在一定程度上增加了模擬電路設(shè)計(jì)的難度，限制了模擬電路的發(fā)展速度。

3.

電路仿真

??電路仿真是模擬電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，是模擬工程師判斷模擬電路是否可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的一個(gè)重要依據(jù)。

??工程師根據(jù)仿真結(jié)果，不斷對(duì)電路進(jìn)行修改和調(diào)整，直到模擬電路的仿真結(jié)果可以達(dá)到設(shè)定的指標(biāo)及相應(yīng)的功能要求。常用方法主要有參數(shù)掃描法，直流和交流分析法、蒙特卡羅分析等。

4.

版圖實(shí)現(xiàn)

??版圖將電路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的重要橋梁。在由前面的設(shè)計(jì)及仿真結(jié)果確定了模擬電路的結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)后，設(shè)計(jì)工程師對(duì)設(shè)計(jì)的模擬電路進(jìn)行物理幾何性的描述，將其轉(zhuǎn)換成圖形格式，以便于模擬電路后續(xù)的加工與制作。

5.

物理驗(yàn)證

??在物理驗(yàn)證階段，需要對(duì)設(shè)計(jì)的模擬電路進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)。設(shè)計(jì)規(guī)則檢查是在給定的設(shè)計(jì)規(guī)則的基礎(chǔ)上對(duì)其最小線(xiàn)寬、孔尺寸、最小圖形間距等限制工藝進(jìn)行檢查，衡量版圖工藝實(shí)現(xiàn)上的可行性。此外，還要對(duì)版圖與電路圖的一致性進(jìn)行檢查(LVS)。可以利用LVS工具提取版圖的參數(shù)，將得到的電路圖與原電路設(shè)計(jì)圖進(jìn)行比較，保證版圖與原電路設(shè)計(jì)的一致性。

6.

寄生參數(shù)提取后仿真

??在版圖之前進(jìn)行的電路設(shè)計(jì)的仿真稱(chēng)之為“前仿真”，“前仿真”都是比較理想的仿真，沒(méi)有考慮到連線(xiàn)的電阻、電容等寄生參數(shù)。將寄生參數(shù)加入版圖后進(jìn)行的電路仿真稱(chēng)之為“后仿真”，只有當(dāng)后仿真的仿真結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)及系統(tǒng)功能要求，電路的設(shè)計(jì)工作才算完成。

??寄生參數(shù)對(duì)模擬電路的影響較大，前仿真的仿真結(jié)果滿(mǎn)足的情況下，后仿真結(jié)果卻無(wú)法滿(mǎn)足要求。因此，設(shè)計(jì)工程師需要根據(jù)后仿真結(jié)果不斷進(jìn)行晶體管參數(shù)的修改，有時(shí)甚至要進(jìn)行電路結(jié)構(gòu)的調(diào)整，直至后仿真結(jié)果達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。

??目前，模擬電路設(shè)計(jì)難度高且比較復(fù)雜，使用的EDA工具的功能和系統(tǒng)配套性又相對(duì)落后，且在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要進(jìn)行頻繁的人工干預(yù)，對(duì)寄生參數(shù)等比較敏感等，這些都在一定程度上限制了模擬電路的發(fā)展，導(dǎo)致模擬電路發(fā)展速度相對(duì)緩慢。      

??同時(shí)模擬電路設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意以下十一個(gè)細(xì)節(jié)：

        (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([敏感詞]為RC電路)。僅僅在運(yùn)放的開(kāi)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(xiàn)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(méi)有屏蔽系統(tǒng)內(nèi)部的導(dǎo)線(xiàn)連接處都需要濾波，因?yàn)榇嬖谔炀€(xiàn)效應(yīng)。另外，在具有數(shù)字信號(hào)處理或開(kāi)關(guān)模式的變換器的屏蔽系統(tǒng)內(nèi)部的導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)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(duì)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(duì)于高速模擬信號(hào)，根據(jù)其連接長(zhǎng)度和通信的[敏感詞]頻率，傳輸線(xiàn)技術(shù)是必需的。即使是低頻信號(hào)，使用傳輸線(xiàn)技術(shù)也可以改善其抗干擾性，但是沒(méi)有正確匹配的傳輸線(xiàn)將會(huì)產(chǎn)生天線(xiàn)效應(yīng)。
    (9) 避免使用高阻抗的輸入或輸出，它們對(duì)于電場(chǎng)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(wèn)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(huì)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。
    (11) 比較器必須具有滯后(正反饋)，以防止因?yàn)樵肼暫透蓴_而產(chǎn)生的錯(cuò)誤的輸出變換，也可以防止在斷路點(diǎn)產(chǎn)生振蕩。不要使用比需要速度更快的比較器(將dV/dt保持在滿(mǎn)足要求的范圍內(nèi)，盡可能低)。
     

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