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数模混合电路的设计在电路设计中占有非常重要的地位,在信号拾取、射频通信电路中都存在着此类电路。对这一部分电路的设计通常采取模拟电路+数字电路的方法,但是随着芯片尺寸的日益缩小,即使在PCB领域,布线密度也在日益增大,设计者不得不考虑数字开关信号对微弱模拟信号线的串扰效应,并最终引发了信号完整性问题。另一方面人们希望设计者的开发速度能够适应来自市场的压力。因此必须探索新的设计方法,并在早期预测数模混合电路中的各种效应。
本文对市场上各种数模混合电路设计的EDA工具、其算法、描述语言进行了总结,指出统一的设计语言、统一的设计平台将是未来EDA工具的发展前景。在一个智能压力传感器的硬件设计中,通过分析压力传感器的特点,应用IEEE协会颁布的1076.1标准(VHDL-AMS语言)建立压力传感器行为模型,进行系统设计,从而探讨了基于IEEE1076.1(VHDL-AMS语言)混合信号电路设计方法的应用。由于该方法是在统一的HDL语言下设计模拟电路和数字电路,系统设计速度得到了很大提高,并增强了系统设计的可移植性和前期验证的功能。
在理论分析的前提下,第二阶段设计了智能传感器硬件电路,并在实际布版中加入了串扰耦合分析的对比电路。串扰噪声是数模混合电路设计中一个关键问题,在这个方面研究的内容主要是如何防止电磁干扰。本文针对传感器系统的特点,确立了互连线串扰和地跳是引起数模混合电路信号完整性问题的主要原因。先是在理论分析互连线串扰起因的前提下,建立了互连线串扰的数学分析模型。通过测量实际的布版电路,对模型进行了验证,结果表明此模型在PCB布版中是适用的,对造成串扰的各种因素进行了探讨,得出了定量的PCB设计数据。然后通过分析模拟器件和数字器件的内部电路特点,建立了地跳的SPICE分析模型。通过以上理论分析和实际测量,给出了解决数模混合电路中信号完整性问题的常用方法。