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面向存算一体芯片的模拟计算阵列中差分信号与共模噪声抑制技术.docx
资料介绍
面向存算一体芯片的模拟计算阵列中差分信号与共模噪声抑制技术
——从单端信号到差分对的模拟计算精度提升方案
引言
在存算一体芯片的模拟计算阵列中，噪声是影响计算精度的主要因素之一。电源噪声、衬底噪声和电磁干扰通过耦合路径进入模拟计算链路，叠加在计算结果上，导致计算精度下降。差分信号技术通过传输互补的信号对，在接收端相减抵消共模噪声，显著提高信噪比。在存算一体芯片中，差分信号可以应用于位线传输、参考电压分配和ADC输入等多个环节。本文系统分析面向存算一体芯片的模拟计算阵列中差分信号与共模噪声抑制技术。
噪声耦合机制
电源噪声
电源噪声通过电源分配网络耦合到模拟电路：
1. 电源纹波：电源转换器输出的纹波电压，频率约100kHz至1MHz，幅度约10mV至100mV。
2. 瞬态电流噪声：数字电路在时钟边沿产生的瞬态电流，通过电源网络耦合到模拟电路。
3. 电源分配网络阻抗：电源分配网络的阻抗在谐振频率处最大，放大电源噪声。
衬底噪声
衬底噪声通过硅衬底耦合到模拟电路：
1. 数字电路噪声：数字电路的开关活动通过衬底耦合到模拟电路，频率范围从MHz到GHz。
2. 衬底电阻：衬底的电阻率影响噪声的传播距离，高阻衬底降低噪声传播。
3. 保护环：在模拟电路周围设置保护环，吸收衬底噪声，减少噪声耦合。
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