RF ADC為什么有如此多電源軌和電源域？

在采樣速率和可用帶寬方面，當今的射頻模數轉換器(RF ADC)已有長足的發展，其中還納入了大量數字處理功能，電源方面的復雜性也有提高。那么，RF ADC為什么有如此多不同的電源軌和電源域？

需要高速度

在 CMOS 技術中，提高速度（帶寬）的最普遍方法是讓晶體管幾何尺寸變小。使用更精細的 CMOS 晶體管可降低寄生效應，從而有助于提高晶體管的速度。晶體管速度越快，則帶寬越寬。數字電路的功耗與開關速度有直接關系，與電源電壓則是平方關系，如下式所示：

幾何尺寸越小，電路設計人員能實現的電路速度就越快，而每MHz每個晶體管的功耗與上一代相同。以 AD9680 和 AD9695為例，二者分別采用65 nm和28 nm CMOS技術設計而成。在1.25 GSPS和1.3GSPS時，AD9680和AD9695的功耗分別為3.7 W和1.6 W。這表明，架構大致相同時，采用28 nm工藝制造的電路功耗比采用65 nm工藝制造的相同電路的功耗要低一半。因此，在消耗相同功率的情況下，28 nm工藝電路的運行速度可以是65 nm工藝電路的一倍。AD9208很好地說明了這一點。

裕量最重要

表1：產品比較

隔離是關鍵

為了改善隔離，設計者必須考慮各種耦合機制，最明顯的機制是通過共享電源域。如果電源域盡可能遠離電路，那么共享同一電壓軌（AD9208為0.975 V）的數字電路和模擬電路發生震顫的可能性將非常小。在硅片中，電源已被分開，接地也是如此。封裝設計繼續貫徹了這種隔離電源域處理。由此所得的同一封裝內不同電源域和地的劃分，如表2所示，其以AD9208為例。

表2：AD9208電源域和接地域

這可能會讓系統設計人員驚慌失措。乍一看，數據手冊給人的印象是這些域需要分開處理以優化系統性能。情況并不像看起來那么可怕，數據手冊的目的僅僅是喚起人們對各種敏感域的關注，讓系統設計人員可以關注PDN（電源輸送網絡）設計，對其進行適當的劃分。共享相同供電軌的大多數電源域和接地域可以合并，因此PDN可以簡化。這導致BOM（物料清單）和布局得以簡化。根據設計約束，圖2和圖3顯示了AD9208的兩種PDN設計方法。

文章來源：亞德諾半導體