新型高增益CMOS跨导运算放大器

为了解决在低电压、深亚微米工艺条件下获得高增益运算放大器的问题,通过引入电流倍增和分流技术,提出了一种新型高增益可调的跨导运算放大器(OTA)。在1.8V工作电源下采用0.18μm COMS标准工艺对其进行Spectre模拟,结果表明,该OTA的直流开环增益在61dB至91dB可调,最大静态功耗为434μW,最小共模抑制比为114dB。所提出的跨导运放与传统OTA相比,具有高增益和增益可调的优点,可适用于通信、电子测量,以及自动控制等系统。     

一款低损耗低噪声宽调谐的高阶级联N通道滤波器

近年来,N通道滤波器被广泛应用于射频通信和认知无线电等多个领域中。为了降低滤波器的损耗和噪声,拓展其可调谐范围,本文通过在传统的一阶N通道滤波器中引入串联电感,并将其级联的方法,得到了一款低损耗低噪声宽调谐的高阶N通道滤波器。采用伴随网络法获得了高阶级联N通道滤波器的传递函数。伴随网络法的采用大大简化了传递函数的数学推导过程。TSMC 0.18μm CMOS工艺下的Cadence仿真结果表明了传递函数的正确性。Cadence仿真结果还表明,当电源电压为1.2 V时,高阶级联N通道滤波器中心频率可调范围为0.4～3.0 GHz,插入损耗为1.6 dB,回波损耗为11.6 dB,噪声系数为0.2～0.8 dB,与近年来发表的滤波器相比,综合性能有了较大的提升,可应用于高性能的接收机中。     

带宽可调带阻滤波器的设计

传统的带阻滤波器大多是采用全无源元件实现,存在阻带带宽不易调节、电感元件占芯片面积大等问题。本文采用TSMC 180nm CMOS工艺,提出一种基于N通道陷波滤波器的带宽可调带阻滤波器,该电路由2个二阶N通道陷波滤波器和跨导单元构成,通过跨导单元使两通道的频率相对总输出频率向上和向下偏移,实现了滤波器的阻带带宽可调谐。在1.8V的供电电压下,采用Cadence Spectre RF仿真,结果表明:滤波器的增益大于-2dB,陷波频率可调范围为0.3~1.2GHz,阻带带宽可调范围为20~48 MHz,阻带抑制为12dB,频偏为150 MHz时,IIP3为9.8dBm,F_N为3.5~6.5dB。该带阻滤波器不仅实现了带宽可调谐的功能,而且电路结构简单,易于全集成,电路整体性能得到提高,为多标准、多频率的无线电应用提供了参考。     

新型高频高线性CMOS跨导线性电流模乘/除法器设计

针对传统CMOS电流乘除法器存在线性度不高、工作频率低等缺点,提出一种以平方根电路、平方/除法器电路为核心的基于MOS管跨导线性原理的新型高频高线性CMOS电流模乘/除法器。在TSMC0.35μm CMOS集成工艺下进行HSPICE仿真测试表明:该电路在3V电源电压下,-3dB带宽可达到35.1MHz,电源静态功耗为202.68μW,输出电流为0～25.1μA,非线性误差为0.85%,总谐波失真为0.14%。本文提出的乘除法器电路与Tanno、Lopez等提出的基于跨导线性原理的乘除法器电路相比,优点在于-3dB带宽提高了,功耗降低了,电源电压降低了,线性度提高了,精度提高了,并且采用了相对更先进的0.35μmCMOS工艺,可缩小芯片面积,节约成本。     

14位低功耗逐次逼近型模数转换器设计

为了克服传统逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)精度低和能量效率低的问题,通过采用新型开关切换策略来提高SAR ADC的能量效率,采用冗余电容阵列和数字纠错技术来提高SAR ADC的精度。电路采用SMIC110nm CMOS工艺实现,并结合Cadence模拟开发套件进行后仿验证。结果表明,在工作电压为1.2 V,采样速率为1 MS/s时,输入0.301 MHz的正弦波,SAR ADC的有效位数(ENOB)达到了13.25 bits,信号噪声失真比(SNDR)为81.55 dB,功耗为181μW;所设计的SAR ADC电路的精度和功耗得到了有效改善。     

8.9 GHz高效高增益E类功率放大器设计

为了减小功率放大器(power amplifier,PA)的功率损耗,提高功率放大器的增益与工作效率,本文提出一种将两级放大和反馈结构相结合的具有高效率高增益的E类功率放大器,并利用Cadence软件对功率放大器进行分析及仿真验证。仿真结果表明,在180nm CMOS工艺情况下,当电源电压为3.6V,电路频率为8.9GHz时,本文E类功率放大器的输出功率为23.5dBm,增益为24dB,功率附加效率(power added efficiency,PAE)为21%。与传统的PA相比,本文E类功率放大器在增益和功率附加效率方面均得到了提高,适用于通信、电子测量等系统。     

一种新型电流镜运算跨导放大器的设计

针对传统低压微功耗电流镜运算跨导放大器存在低增益和小摆率的缺陷,设计了一款新型电流镜运算跨导放大器。在不影响电路的静态功耗和稳定性的基础上,该运算跨导放大器采用增益提高(gain-boosting, GB)结构,增大了电路的小信号增益;引入开关型摆率增强(switched slew-rate enhancement, SSRE)结构,提高了电路的大信号摆率。基于UMC 0.11μm标准CMOS工艺进行电路设计和仿真。仿真结果表明：在1.2 V电源电压和10 pF负载电容下,与传统电流镜运算跨导放大器相比,设计的新型电流镜运算跨导放大器的增益提高了47 dB,正摆率提高了11.2倍,负摆率提高了12.4倍。     

基于BP神经网络的竹片正反面识别算法

针对竹片自动检测领域中竹片正反面识别率低的问题,提出基于BP神经网络的竹片正反面识别算法,构建并训练一个三层的3输入1输出的BP神经网络模型;提取竹片的2个纹理特征和灰度值特征值,输入经过训练的神经网络模型,计算预测的识别结果。实验结果表明:基于BP神经网络的竹片正反面识别算法在最小风险的原则下的反面识别率为97%;正面的识别率为98%;稳定性明显高于单一特征识别的稳定性。     

奇数阶电流模式全通滤波器综合设计

本文针对目前任意奇数阶全通电流模式滤波器综合设计中存在综合方法复杂、电路灵敏度过高、所用有源和无源器件较多等缺点,提出一种全新的基于无损积分器和直接电流插入法的任意奇数阶全通电流模式滤波器综合方法.用该方法综合出来的滤波电路具有有源和无源器件少,所有无源元件接地,电路整体灵敏度最佳的特性.     

基于MOCCⅡ电流模式n阶滤波器综合设计

提出了一种新的基于MOCCⅡ的等电容和等电阻电流模式n阶滤波器综合设计方法.通过对n阶通用滤波传输函数进行分析,将其分解成一系列能用无损积分器实现的表达式,由低阶向高阶进行电路综合.该滤波电路包含n+2个有源器件和2n+4个接地无源元件.通过控制数字可编程开关在输出端可得到电流模式n阶低通、高通、带通、带阻和全通5种滤波功能.整个电路的部分无源元件灵敏度之和与全部无源元件灵敏度之和为0.对滤波器进行了PSPICE模拟验证.