炮口感应装定引信电路低功耗设计

在分析炮口感应装定电子时间引信工作原理的基础上,结合炮口感应装定引信电路的工作特点,应用单片机对引信电路进行低功耗设计.采用低压供电、间断供电、独立高低频时钟在线切换,以及软件设计技术等方法来降低引信电路的总功耗.根据引信电路各模块的工作电流、电压及工作时间,估算整个系统的总功耗.结果证明该文方法满足引信电路的功耗设计要求.     

低k介质对CMOS芯片动态功耗的影响

利用CMOS电路动态功耗模型,对采用不同介电常数绝缘介质的CMOS集成电路进行模拟,研究了不同特征尺寸集成电路中低介电常数绝缘介质薄膜对电路动态功耗的影响.发现集成电路特征尺寸越小,电路功耗-延迟积与金属互连长度的线性关系越好.并且随绝缘介质介电常数降低,电路动态功耗的两个部分:状态翻转功耗与直通短路功耗,都有明显的降低.因此在ULSI中采用低介电常数绝缘介质是降低电路功耗的一种十分有效的途径.     

一种基于FPGA的RTL级电路功耗评估方法

功耗是当前集成电路设计中应考虑的最重要因素之一.RTL级电路功耗评估可以在保证一定速度和精度的前提下对电路进行尽可能早的功耗评估.目前商业功耗评估工具对RTL级电路评估的方法多是基于软件的,因速度较慢其应用受到很大限制.提出了一种基于FPGA的RTL级电路功耗评估方法,与传统的基于软件的功耗评估方法相比,速度提高了10到100倍.速度上的优势也使该方法特别适合于研究不同激励对电路功耗的影响.     

一种超低功耗高精度的RC振荡器设计

为了满足电子系统对时钟源功耗和精度的要求,设计了一种超低功耗高精度的RC振荡器电路.电路利用恒流源对电容充电的方式实现振荡,输出的时钟频率为32 kHz.首先,电路通过电流复用的方式,降低了整体的功耗;其次,通过电路内部集成数字修调结构,提高了输出频率的精度;同时,电路设计有启动和防死锁的功能,保证了电路的安全性.电路采用和舰0.11μm的工艺进行流片,典型情况下电路的整体功耗仅为160 nA;在修调后由电压和温度变化引起的频率偏差分别在±0.56%和(-1.8%)-(+0.44%)以内;且电路可以在2-5.5 V的电压范围内正常工作.     

具有温度补偿功能的超功率保护电路设计

针对双极型线性稳压器中保护电路较多而引起的静态功耗和芯片面积过大的问题,提出一款具有温度补偿功能的超功率保护电路.为了降低系统静态功耗和减小芯片面积,利用过流保护电路和过压保护电路采样点相同这一特点,设计一款在不同情况进行有效切换且完成以上两种保护功能的电路模块;同时为了进一步降低系统的静态功耗和减小芯片面积,利用三极管阈值对温度敏感这一特性,在不增加任何器件的情况下,通过温度补偿使得该电路同时完成简单的过温保护功能.基于2μm 40VBipolar工艺,设计的超功率保护电路的静态功耗仅为传统设计的50%左右,面积仅为传统设计的40%左右.实验结果表明:该设计方案切实可行,电路工作状态良好.     

锁相环高性能电荷泵电路的设计

设计了一种新型电荷泵电路,该电路采用了差分反相器,可工作在2 V的低电压下,具有速度快、波形平滑、结构简单、功耗低等特点.HSpice仿真结果显示,电荷泵的工作频率为10 MHz时,功耗仅为0.1 mW,输出信号的电压范围宽(0~2 V).该电路可广泛应用于差分低功耗锁相环电路中.     

一种低功耗GaN基紫外焦平面读出电路设计

针对GaN基紫外焦平面,采用单端放大器的CTIA结构作为输入级,设计了一种小面积低功耗的读出电路,分析了电路的电荷增益、注入效率、功耗与噪声等性能指标。通过使用边积分边读出模式工作,电路功耗显著下降,当面阵大小为M×N时,仅与列数N有关。仿真结果表明,电路工作正常,电荷增益为1.6μV/e,注入效率可达96.8%,输出线性度大于99%,对噪声具有很好的抑制作用。     

能量回收的数据通道设计

基于绝热计算原理的能量回收电路是克服数字电路功耗CV2壁垒的有效途径,非绝热损失是能量回收电路的主要功耗来源,该文提出的IERL(ImprovedEnergyRecoveryLogic)电路以小电容节点的非绝热操作使大电容输出节点通过CMOS支路进行充电和回收,减少了输出节点的非绝热损失。采用IERL结构设计的反相器链和全加器电路经过了HSPICE验证,说明IERL电路能够实现复杂的逻辑运算和多级流水线操作,同时将电路的功耗与CMOS电路、PAL电路进行了比较,在10MHz和100MHz频率下,其功耗损失仅为CMOS电路和PAL电路功耗的35%和45%。     

基于RTL级的数字电路功耗分析

研究从RTL级分析数字电路的功耗。应用信息论中熵的概念计算由VHDL描述中抽象出的电路模型的功耗,并考虑输出之间的相关。分别对单输出和多输出情况进行了分析,最后得到一个考虑相关的近似功耗估算公式,将熵与电路功耗结合起来能够比较精确地估算电路功耗。     

一种低功耗测试图形的生成方法

为解决测试图形生成电路功耗高、硬件开销大、故障检测难等问题,提出了一种用于内建自测试的低功耗测试图形生成方法。该方法将种子向量和SIC计数器生成向量进行运算,产生MSIC测试向量。通过设计一种可配置SIC计数器和种子生成电路,证明了该方法中任意的2个MSIC图形在任何情况下都是相异的。以国际基准测试电路ISCAS’89为对象,在nangate 45nm工艺上的仿真实验表明,基于该方法的测试生成电路的平均功耗占被测电路正常工作时平均功耗的1%～3%;与传统的伪随机测试生成电路相比,该测试生成电路的测试功耗降低了5.48%～66.86%,且其所生成的测试图形具有唯一性、低跳变等特性。     

适用于低电源电压的快速预充Flash灵敏放大器

提出一种新型快速预充Flash灵敏放大器, 能够实现在低电源电压下的快速工作。采用反相器反馈控制的预充电路模块, 使得预充速度得以提升。还提出新型快速预充Flash灵敏放大器的改进型, 进一步使用反相器构成参考电压发生电路, 取消电流源模块, 从而降低功耗。新型电路在速度和功耗上有较大改善, 65 nm CMOS工艺条件下仿真结果表明, 相比传统结构,新结构预充速度提高15%, 功耗降低14%。     

一种低功耗的自适应偏置电路的设计

主要研究一种低电压、低功耗的自适应偏置电路结构。它没有采用目前常用的通过减少电路静态电流来降低运算放大器功耗的方法，而是通过改变电路结构，用非常小的偏置电流来补偿晶体管阈值电压的方法，从而避免了对电路暂态性能的影响。文中介绍了电路的原理，并进行了大信号分析。通过对电路的PSPICE仿真，理论值与仿真结果相差不到2％。     

扩音机功放电路的改进研究

原有功放电路多采用OCL电路，具有工作性能稳定，动态范围大、动态感强，音质好等优点，但是，该电路也存在着不足之处，一旦一只功放管被损坏，就会扩大故障范围，使整个功放电路不能正常工作，本文通过对原有功放电路的分析，在电路上对原有功放电路进行改进，可以达到弥补、优化原功放电路的目的。     

一种数控直流电源的设计

本文介绍一种基于单片机的数控直流电源的设计。该系统主要由单片机、D/A转换器、功率放大电路及键盘显示电路等构成。该电源能够提供-9.9-~＋9.9V,步进为01V的直流电压,电压的预期值和实测值均可由LED显示。具有结构简单合理的优点。     

一种低电压、低功耗CMOS基准电压源的设计

本文设计了一种低电压、低功耗、高电源抑制比CMOS基准电压源。该电路基于工作在亚阈值区的MOS管,利用PTAT电流源与微功耗运算放大器构成负反馈系统以提高电源电压抑制比。SPICE仿真显示,在1V的电源电压下,输出基准电压为609mV,温度系数为72ppm/℃,静态工作电流仅为1.23μA。在1-5V的电源电压变化范围内,电压灵敏度为130μV/V,低频电源电压抑制比为74dB。该电路为全CMOS电路,不需要用到寄生PNP三极管,具有良好的CMOS工艺兼容性。     

测量扬声器阻抗曲线的功率放大器设计

分析了2种应用于测量扬声器阻抗曲线的功率放大器.这2种类型的功放能够分别实现对扬声器阻抗曲线使用恒流法和恒压法进行测量.使用恒流功放,可以避免传统方法中串联电阻取值过大的缺点;使用恒压功放,可以消除分压电阻降低扬声器工作电压的不足.实验测试表明,这2种功放具有较好的性能,达到了设计目标.     

基于IGBT的低频水声功放技术

主动声纳通过水声发射换能器将水声功率放大器产生的电信号转换成声信号辐射到水中。提高水声功率放大器的输出电功率、降低声纳的工作频率是提高声纳作用距离的重要途径。介绍了功率放大器的工作原理和基本构成,对水声功率放大器工作方式和IGBT器件等关键技术进行了分析,结合工程实际需求设计出低频、大功率水声功率放大器,完成了采用乙类和D类工作方式共两套功率放大器电路系统的硬件设计和安装调试。实验室测试和水池试验表明,低频功率放大器工作性能良好,方案可行,达到了设计要求。     

高增益、恒跨导Rail-Rail CMOS运算放大器设计

设计和研究了一种高增益恒跨导Rail-Rail CMOS运算放大器,输入级采用工作在亚阈值区的互补差分形式输入结构。与以往输入结构相比,不仅使输入共模电压达到Rail-Rail,而且降低了工作电压,提高了电源利用率。利用电流开关的作用使输入跨导在输入共模范围内恒定。中间级为MOS差分结构,并且同向驱动输出级使其具有推挽特性。采用嵌套米勒频率补偿使运算放大器稳定。整个电路采用华虹0.35μmCMOS工艺参数进行设计,工作电压为3.0 V。利用OrCAD HSPICE仿真结果显示,在10 kΩ电阻和5 pF电容的负载下,运算放大的直流开环增益为110 dB,相位裕度为70°,单位增益带宽为45 MHz。     

多输出直流稳压电源设计

该直流电源提供多个以固定式三端线性集成稳压器为核心的直流电压输出,适合为放大器等模拟控制系统供电,同时该电源还提供一个基于MC34063的可调式开关电源,具有效率高、带负载能力强等特点,适合为单片机等数字控制电路供电．该电源系统结构紧凑、性能稳定,可满足多种工作电压系统的需求．     

具有欠压锁定功能的PWM控制器带隙基准电路的实现

目的设计一款应用于PWM控制器的带隙基准。方法前级的欠压锁定电路在电源电压上升到8.2V时才能开启,当电源电压下降到7.8V后级电路关断,既保证了整个电路的正常工作,又节省了电路的功耗。结果 CADENCE Spectre软件仿真结果表明:温度为25℃时,带隙基准输出电压为5.006 5V;在-55℃～125℃的温度变化范围内,基准的温度稳定性为0.17mV/℃;电源电压12V≤Vcc≤25V,基准输出的最大变化为0.233mV;基准输出电流1mA≤Io≤20mA,输出电压的最大变化为1.81mV;基准电路的输出短路电流为-105mA。结论版图基于华越微电子有限公司SB45V双极工艺流程和版图层次设计,流片测试结果证明本单元的设计满足要求。