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建立一张模拟电路的知识地图

热度 191已有 5214 次阅读| 2023-10-4 23:33 |个人分类:感想-感悟|系统分类:芯片设计| 模拟电路, 地图

    晚上听一个专栏,作者讲到构建知识地图的重要性,刚好最近我也在想这个问题,知识太多怎么办?

    我回忆了自己看过的书:拉扎维,Allen,Sansen还有Paul Gray。

    其中,拉扎维介绍了几乎所有的电路形式,使我对模拟电路的范围有了概念,里面用公式给出了很多电路的小信号分析,包括第七章的噪声。

    Allen的书在我毕业找工作时,起了很大作用。我印象最深的是miller补偿的零点分析推导很详细,这本书还有一个特色:他在opamp设计时会“正式”列出一个spec表格,很有工程色彩。

   Razavi和Allen作为我入门的两本教材,详细说来也各有侧重,比如Razavi介绍了噪声,并附带了很多公式,Allen没有;Razavi介绍了短沟道效应,Allen也没有。Allen介绍开关电容比Razavi更详细,Allen介绍了ADC和DAC,Razavi没有提到。

    第三本书Sansen,我在上学时只借阅过同学的,工作之后才开始细读。该书教会我如何选择MOS管的尺寸(W和L),可以说从看完这本书之后,我才真正踏上模拟电路设计之路。在有了Razavi和Allen的铺垫之后,这本书前几章围绕vdsat的选择讲了最优的电路设计策略;后面几章讲各种形式的opamp,尤其对于全差分运放、多级运放、AB类运放,这是模拟电路进阶的关键台阶。

    第四本书,人们都说Paul Gray的功底很强,我当时看不出来。印象中,我在格雷的书中学到的首先是current mirror的偏置方法,前面那么多书,没有人详细讲述current mirror bias这种最简单最常见的电路;其次我get到了一点bipolar的电路分析法,比如bjt的gm 如何计算。这本书很全,很可惜我没有精读。

    再然后我就开始阅读paper,从sansen的参考文献开始,从讲AB类跨导线性环原理的paper开始;

    在工作中,我开始接触power ic,于是我开始阅读Manikatalaka的《精通开关电源设计》和pressman的《开关电源设计(第三版)》后者对磁性元器件的物理和电学机制做了详细介绍(我因此尝试打磨过大功率电感的磁芯,以增加磁饱和电流),主要偏重隔离结构和大功率应用。第一本书是印度裔工程师所写,还有一本《开关电源故障诊断与排除》,这位印度工程师的经验很丰富,书中对buck、boost、buck-boost的基本平衡态公式和环路补偿做了详细介绍,并结合了大量的工程实践。

    再后来,我详细学习了台交大陈科宏教授的课件,使我对dc-dc中的设计问题又有了更详细的认知(比如里面关于软启动和工作模式切换做了细致讲解);这期间我对“工程”问题,有了更多了解,如ESD的泄放回路和latch up、stress问题等。

    之后,我开始音频电路的设计工作,这期间有很多音频相关的知识,音频电路设计paper很多,但没有专门的书籍,我因此读了很多paper。这些paper有些专门讲运放,有一些特殊的运放和补偿方式,让我眼界大开;有些是讲系统方法,如何优化噪声和非线性,以及如何消除pop音等。

   再之后,我开始做sdm adc,阅读了很多文章,并开始看《understanding》这本书,这也是一位印度裔工程师所写,通过这本书回忆我之前所学的模拟电路设计知识,我发现运放的设计成为sdm adc的核心,而环路原理一直伴随模拟电路设计,大环,小环各自有啥要求,在打好opamp和环路分析基础之后,这个问题就很简单了。除此以外我还不可避免的接触了数字电路的设计,主要是timming控制,模拟电路里的数字电路,timming需要有一个整体结构,不然很容易乱。

    还有我学会了仿真动态比较器,有了一些基本观念,但是不够深刻,比如最优化设计时,噪声、功耗和速度各自体现在那些器件参数上?

    adc中还涉及了pll的jitter 问题,这是一个专项问题,我仅仅学会了对jitter建模。对于PLL我从未涉猎,我想找个合适的时间做一些PLL的问题分析。

    归纳一下,所有可以线性化分析的,包含模拟电路单元的模块,都是我们的研究对象。这其中有纯线性单元(如无源器件和opamp等),也有开关工作但可以线性化的单元(如sc电路,dc-dc,pll等),甚至有纯开关具有很强非线性的单元(动态比较器、VCO等)。我们研究这些电路单元的目的,是找到它们的工作原理,弄清性能指标与电路参数的关系,找到最优化设计方法,并在可能时做出电路结构的改进。

    有人说模拟电路设计已经是传统行业了,它很成熟了。我觉得那是对于世界一流人才来说的,对于我而言,我还远没有到达那个边界。

    再往前看,模拟电路设计者不应该把自己局限在仅有模拟电路出现的领域,在很多地方,比如soc系统中:电源配置,时钟配置,开关机策略,校准方式等都需要模拟设计人员参与并主导。而且,即使在数字电路中,滤波器的设计和优化,信号流中信号质量的判断和优化策略,都与模拟电路中的关注点重合,我们可以发挥更大价值。

    

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发表评论 评论 (13 个评论)

回复 hebut_wolf 2023-10-5 08:59
每个人心中都有一张地图
回复 wkp1992101 2023-12-22 15:47
信号与系统,自控原理很有帮助。另外高速接口,memory,低功耗处理,高精度信号处理。。。。。。阿哈
回复 林静树 2023-12-27 22:08
刚入行的我就很迷茫
回复 demonhunter 2023-12-29 09:10
我觉得R.Jacob.baker的书讲解的更基础,更容易懂,内容也更多。
回复 sujh0755 2024-1-5 18:02
大佬,台交大陈科宏课件能分享下吗?
回复 LIQP 2024-1-10 09:51
我真得努力,盲目的赶工作schedual, 停下学习的脚步,太恐怖
回复 ztstg2018 2024-1-16 19:43
你居然没读版图的艺术!这怎么做模拟电路
回复 hebut_wolf 2024-1-18 16:15
ztstg2018: 你居然没读版图的艺术!这怎么做模拟电路
惭愧  
回复 lambert007 2024-1-19 10:19
hebut_wolf: 每个人心中都有一张地图
大佬,求个台交大陈科宏课件,多谢多谢!
回复 hebut_wolf 2024-1-19 10:47
lambert007: 大佬,求个台交大陈科宏课件,多谢多谢!
我看的是公司的内部资料  还有视频  但是不太能分享出来  请见谅。
我搜过站立有陈科宏老师的课件,虽然有点差别,但是大体一样。
回复 lambert007 2024-1-19 13:44
hebut_wolf: 我看的是公司的内部资料  还有视频  但是不太能分享出来  请见谅。
我搜过站立有陈科宏老师的课件,虽然有点差别,但是大体一样。 ...
B站?好的,多谢多谢!
回复 coollsenman 2024-2-16 20:26
多谢大佬分享经验,自己也要总结一个自己的地图。
回复 guo@hust 2024-2-25 11:00
wkp1992101: 信号与系统,自控原理很有帮助。另外高速接口,memory,低功耗处理,高精度信号处理。。。。。。阿哈
能详细说说信号与系统的帮助具体体现吗?谢谢!

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