模擬信號和數字信號的轉變是否實(shí)時(shí)、精確，是電路設計的重要指標。除了器件工藝，算法的進(jìn)步會(huì )影響系統數模變換的精度外，現實(shí)世界中眾多干擾，噪聲也是困擾數模電路性能的主要因素。

 

數?；旌想娐吩O計當中，干擾源、干擾對象和干擾途徑的辨別是分析數?；旌显O計干擾的基礎。通常的電路 中，模擬信號上由于存在隨時(shí)間變化的連續變化的電壓和電流有效成分，在設計和調試過(guò)程中，需要同時(shí)控制這兩個(gè)變量，而且他們對于外部的干擾更敏感，因而通 常作為被干擾對象做分析；數字信號上只有隨時(shí)間變化的門(mén)限量化后的電壓成分，相比模擬信號對干擾有較高的承受能力，但是這類(lèi)信號變化快，特別是變化沿速度 快，還有較高的高頻諧波成分，對外釋放能量，通常作為干擾源。

 

作為干擾源的數字電路部分多采用CMOS工藝，從而導致數字信號輸入端極高的輸入電阻，通常在幾十k歐到上兆歐姆。這樣高的內阻導致數字信號上的電流非常微弱，因而只有電壓有效信號在起作用，在數?；旌细蓴_分析中，這類(lèi)信號可以 作為電壓型干擾源，如CLK信號，Reset等信號。除了快速交變的數字信號，數字信號的電源管腳上，由于引腳電感和互感引起的同步開(kāi)關(guān)噪聲（SSN）， 也是數?；旌想娐分写嬖诘闹匾活?lèi)電壓型干擾源。此外，電路中還存在一些電流信號，特別是直流電源到器件負載之間的電源信號上有較大的電流，根據右手螺旋 定理，電流信號周?chē)鷷?huì )感應出磁場(chǎng)，進(jìn)而引起變化的電場(chǎng)，在分析時(shí)，直流電源作為電流型干擾源。

 

無(wú)論電壓型還是電流型的干擾源，在耦合到被干擾對象時(shí)，既可能通過(guò)電路傳導耦合，也可能通過(guò)空間電磁場(chǎng)耦合，或者二者兼有。然而一般的仿真分析工具，往往由于功能所限，只能分析其中一種。例如在傳 統的SPICE電路仿真工具中，只考慮電路傳導型的干擾，并不考慮空間電磁場(chǎng)的耦合；而一般的PCB信號完整性（SI）分析工具，只考察空間電磁場(chǎng)耦合， 將所有的電源、地都看作理想DC直流，不予分析考慮。耦合路徑提取的不完整，也是困擾數?；旌显肼暦治龅闹匾?。

 

數?；旌显O計中，電源和地的劃分，是業(yè)內爭論的焦點(diǎn)。傳統的設計中，數字模擬部分被嚴格分開(kāi)；然而隨著(zhù)系統越來(lái)越復雜，數模電路集成度不斷提高，分割又會(huì )造成數字信號跨分割， 信號回流不完整，進(jìn)而影響信號完整性，另外，電源的分割還造成電源分配系統的阻抗過(guò)高；有人提出“單點(diǎn)連接”：還是做分割，但是在跨分割的信號下方單點(diǎn)連 接以避免跨分割問(wèn)題；但是如果數模之間信號很多，難于分開(kāi)，這種“單點(diǎn)連接”也存在困難，因而又有人提出不分割，只是保持數字和模擬部分不要交叉；還有一 些資料介紹，在跨分割的信號旁邊包地線(xiàn)或者并聯(lián)電容，用來(lái)提供完整回流路徑。無(wú)論哪種方法，似乎都有一定道理，而且都有成功的先例，然而所有這些分割方案 的有效性以及可能存在的問(wèn)題，一直沒(méi)有檢驗的標準。

 

數?；旌想娐返姆抡?，還存在模型的問(wèn)題。業(yè)界普遍接受的模擬電路仿真模型還是 SPICE模型，數字電路信號完整性分析使用IBIS模型。多家EDA公司的仿真軟件已經(jīng)推出支持多種模型的混合模型仿真器，然而擺在設計師案頭的主要困 難是器件模型，特別是模擬器件模型很難得到。在數字設計看來(lái)，時(shí)域的瞬態(tài)分析，即某一時(shí)間點(diǎn)上確定的電壓值，是仿真的主要手段，就像調試中的示波器那樣直 觀(guān)。沒(méi)有精確的模型，瞬態(tài)分析就無(wú)法實(shí)現。然而對模擬設計，特別是噪聲分析，激勵源在時(shí)間軸上難于描述或很難預測，只知道他的頻率帶寬范圍和大致幅度，這 時(shí)候我們通常會(huì )引入頻域掃頻分析，考察掃頻信號在關(guān)注點(diǎn)的變化，如同頻譜分析儀的作用?；蛘吒纱嗳缇W(wǎng)絡(luò )分析儀（NA）那樣考察信號或噪聲通過(guò)的通道的頻域 SYZ參數，進(jìn)而預測干擾發(fā)生的頻率和幅度?？梢?jiàn)，數?；旌显肼暦治?，既需要支持混合模型的仿真器，也需要仿真器同時(shí)支持時(shí)域分析和頻域分析。

 

通過(guò)“AD-Mix Signal Noise Design Suites” 數?；旌显肼暦抡嬖O計軟件的對數?；旌显O計PCB的仿真，探索分析數?；旌想娐返脑肼暩蓴_和優(yōu)化設計的途徑，以達到改善系統性能目的。