[发明专利]一种消除数字电路模块和时钟模块干扰的新型结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种消除数字电路模块和时钟(CLOCK)模块干扰的新型结构，属于集成电路领域。

背景技术

在一些传感器信号采集芯片，比如压力、温度、湿度等传感器信号采集芯片中，都必须含有带隙基准模块(以下简称Bandgap模块)、AD模块、数字电路模块和CLOCK模块。

正常工作时，Bandgap模块需要靠电压补偿、温度补偿等方式来产生稳定的电压值，为系统提供稳定、高精度的电压，并为其他电路模块提供稳定的偏置电流。

AD模块需要将从传感器接受到的微弱的输入信号直接转换成串行数字信号并输出。

在传感器信号采集芯片中，Bandgap模块和AD模块均不能受到干扰，尤其是14位逐次逼近型AD转换器不能受到干扰，如果产生干扰，最终将直接导致传感器信号采集芯片输出的信号不准确。

而位于传感器信号采集芯片中的数字电路模块和CLOCK模块是两个能产生较强干扰信号的模块。

数字电路模块与CLOCK模块连接，在工作过程中根据时钟信号一直在不停的开关，也就是说数字信号频繁地在地和正电源之间摆动，而且周期特别短，常常是纳秒级别的。由于较大的振幅和较短的切换时间，使得数字电路模块会产生巨大的瞬间电流，而AD模块的工作电流一般都要求在1uA以下，则该瞬间电流就会影响AD模块的正常工作。且由于数字电路模块频繁地产生瞬间电流，这就使得系统的电压波动较大，不利于Bandgap模块的工作。

CLOCK模块本身就是一种频率发生器，整个电路的时钟都是由其产生，CLOCK模块因其自身产生的频率波可能会造成对自身的正常工作的干扰，也会对其他模块的正常工作产生干扰。

另外，传感器信号采集芯片外部的其他元件在工作时也可能对传感器信号采集芯片内的Bandgap模块和AD模块产生干扰，最终影响芯片输出信号的准确性。

为了解决以上问题，目前业内较优的做法是在传感器信号采集芯片外加一个电容，具体的，可以参考专利号为CN201520605476.8的专利。但是采用这种方法，只能使得传感器信号采集芯片内部的电源稳定，并不能解决芯片内部数字电路模块与CLOCK模块之间的互相干扰，以及数字电路模块与CLOCK模块对芯片内部其他模拟电路(如Bandgap模块和AD模块)的干扰。

有鉴于此，本发明提供一种消除数字电路模块和CLOCK模块干扰的新型结构。采用本发明的结构，可使得数字电路模块和CLOCK模块在工作时产生的干扰信号不会对自身工作产生干扰，也不会影响其他模拟电路的正常工作。

发明内容

本发明涉及一种消除数字电路模块和CLOCK模块干扰的新型结构。

一种消除传感器信号采集芯片内部数字电路模块和CLOCK模块干扰的新型结构，其包括由至少一个滤波电容、一个施加在数字电路模块上的电阻、电容和一个施加在CLOCK模块上的电阻、电容组成的网络，所述的电源整流滤波电容一端与传感器信号采集芯片外部的正电源相连，另外一端接地；所述的施加在数字电路模块上的电阻、电容网络与传感器信号采集芯片外部正电源相连接；所述的施加在CLOCK模块上的电阻、电容网络，与传感器信号采集芯片外部的正电源相连。

进一步的，所述的滤波电容在工作时，因其电容的存储作用，可以为电路中产生的瞬间大电流提供电能，过滤掉电流中的低频信号，从而减小整流电压的脉冲程度，最终实现对电源地的保护，使得Bandgap模块能正常工作，产生稳定的电压和偏置电流，不受干扰。

进一步的，所述的滤波电容是高频滤波电容，所述的高频滤波电容的工作频率为几千Hz以上。

进一步的，所述的滤波电容的选择根据经验公式RC≥(3～5)T/2而定，公式中的C表示滤波电容的容量，R表示滤波电阻，T表示时间常数。进一步的，滤波电容的容量C越大越好。

进一步的，所述的滤波电容的容量能够与负载电阻R匹配，这样既能使电路的输出电压达到要求，同时又不提高其他元件的性能指标，使得电路达到最佳的性价比。优选的，滤波电容的大小为10-100pF。

进一步的，所述的施加在数字电路模块上的电阻、电容网络，包含至少一个电阻和至少一个电容。其中，电阻的一端通过线路与正电源相连，另一端通过线路连接到数字电路模块上，在该电阻与数字电路之间增加一条电路，接通一电容后接地。

进一步的，所述的电阻可以为poly电阻、high-poly电阻、ndiff电阻、pdiff电阻、well电阻等。