关于PMOS积分型环形振荡器RC参数的计算公式

本文提出了一个由PMOS集成门电路组成的环形振荡器的非线性电路模型,分析了非线性器件对该种环形振荡器工作的影响,并用数理统计方法得出了确定该类环形振荡器RC参数的计算公式。为改变PMOS环形振荡器设计中长期以来靠估值和调试确定RC参数的状况,提供了一种较简单、准确的计算方法。     

电荷泵锁相环系统级功耗估计

功耗问题是制约集成电路设计的一个重要因素.分析了CMOS集成电路中功耗的来源,集成电路设计中功耗设计的目的,估算方法和功耗模型.研究模拟集成电路的特点和相应的功耗估计方法.针对采用环形振荡器的电荷泵锁相环,研究电荷泵锁相环的组成,各模块的工作原理及对功耗的贡献,提出了电荷泵锁相环系统级功耗估计模型.与实际测量结果相比,相对误差小于22%.该模型易于植入集成电路设计工具,可以对锁相环系统级设计提供功耗方面的参考,提高集成电路的设计质量.     

以环形振荡器作为敏感单元的加速度传感器

为了解决传感器的数字化,提出了一种新的数字加速度传感器。它是由两个环形振荡器和一个混频器组成的频率输出型加速度传感器,其敏感元件是做在硅梁上的MOS环形振荡器。该传感器具有准数字输出、灵敏度高、温度系数低以及制作工艺简单等特点,其灵敏度可达到6.91kHz/g。分析了环形振荡器的频率特性,以及环形振荡器谐振频率和加速度的关系,设计并分析了加速度传感器的电路及物理结构,最后给出了试验结果。这种加速度传感器在军事和民用领域有广阔的应用前景。     

数字矿压仪中的计数、显示和控制线路的设计

用CMOS元件和液晶显示设计的一个计数、显示和控制电路,这个电路具有低功耗和用小电容器获得的大的控制脉冲宽度。本文阐述了一个简单实用的电路,且线路可靠,由于系统中用到“与非门”组成的环形振荡器及单稳态电路,必须给出较准确的振荡周期及单稳脉冲宽度的计算公式,在测试了COMS元件参数及电路中各点波形后,得出了这些公式。用公式计算的数据与实测数据相比较,误差小于10％。     

两种间接测量TTL与非门主要参数的方法

通过对两种非对称式TTL与非门多谐振荡器的分析，提出了两种间接测量TTL与非门主要参数的方法，并对它们的可行性进行了实验验证。     

硅栅等平面CMOS集成电路设计规则的研究及应用

本文根据Mead和Conway提出的NMOS集成电路设计规则理论及CMOS特点,提出了混合型设计规则概念及其在硅栅等平面CMOS工艺中的应用,给出其几何及电学设计规则的典型值以及根据此规则试制成功的CMOS环形振荡器、D触发器、运算放大器等集成电路的典型特性。最后,本文还建议了设计CMOS电路应采用的标准颜色及符号。     

外场调制控制环形腔光折变振荡器的时空混沌

利用均匀外场调制控制非对称耦合环形腔光折变振荡器的时空混沌, 并考察非对称耦合条件下环形腔光折变振荡器的二维时空动力学演化行为及其时空混沌特性. 结果表明： 随着调制强度的增加, 经过倍周期倒分岔, 环形腔光折变振荡器由时空混沌态转化为周期4、 周期2, 进而达到周期1; 将环形腔激光器输出的混沌激光作为调制信号, 通过调整环形腔激光器的增益系数, 可将环形腔光折变振荡器控制到周期4和周期2.     

TTL与非门的改进和发展

数字集成电路的工作速度和功耗是两项重要的技术指标,普通TTL与非门电路尚不能满足高速度、低功耗的要求.因此,出现了各种改进电路的系列产品.国产TTL集成电路共有5个系列:T100、T2000、T3000、T4000和T000系列.对应的国际系列如表1所示.     

一种具有高输出精度及电源电压抑制能力的CMOS环形振荡器的设计

振荡器是许多电子系统的主要部分,相对于晶体振荡器.基于CMOS工艺的环形振荡器具有良好的抗震动及抗电磁干扰性能,在车载系统等震动及电磁干扰条件较为严酷的应用场合表现出优势.本文介绍了一种频率为8 MHz的CMOS环形振荡器的设计,工作电压范围是2.7～5.5 V,工作温度范围是-40～125℃.该振荡器对CMOS环形振荡器的固有缺点进行了针对性的设计,设计中使用的改进的延时单元以及激光校准电路克服了CMOS环形振荡器输出频率片间偏差较大的缺点;使用内部电压源以及电源电压无关的电流源,克服了其易受电源电压影响的弱点.该CMOS振荡器使用HSPICE软件仿真工具设计,并采用UMC 0.6μm工艺制作,测试验证结果表明,电源电压从2.7 V变化到5.5V,振荡器输出频率最大变化范围为士4%.     

一种适应PVT偏差的4GHz双重反馈环形振荡器

在分析传统环形振荡器的基础上,设计了一种新型高频、低噪声环形振荡器.采用改进的全开关状态的延时单元和双重反馈环结构,克服了传统环形振荡器振荡频率低、噪声性能差的缺点,可以有效抑制PVT(Pro-cess Voltage Temperature)偏差对频率的影响.采用TSMC0.18μm CMOS工艺参数,电源电压1.8V,功耗为37.5mW.仿真得到在振荡器中心频率为4GHz时的单边带相位噪声为95.6dBc/Hz@1MHz.     

2.6GHz高速CMOS环形振荡器设计

文章提出了一种偶数级环形振荡器的设计方案,中心频率为2.3GHz,利用起振电路使其能够快速起振,当环形振荡器的控制电压为1.2~2.0V时,其线性调谐范围为1.9~2.6GHz;电路设计采用TSMC0.18μm 1P6M混合信号生产工艺;利用Cadence Spectre RF进行仿真。结果显示,在中心频率为2.3GHz、偏移载波频率为10MHz的情况下,环形振荡器的相位噪声为-112.9dBc/Hz。该电路可用于高速锁相环的设计中。     

基于RO硬件木马检测的工艺偏差校正方法

针对基于环形振荡器(ring oscillator,RO)的硬件木马检测方法受到工艺偏差的严重影响,导致木马检测准确度降低的问题,提出了一种新的针对RO硬件木马检测进行工艺偏差校正的方法.首先,根据硬件木马和工艺偏差对芯片供电电压变化的不同反应特性,改变测试数据中两者所占的比重,获取大致工艺偏差影响范围,然后削弱测试数据中工艺偏差的影响,突出和显化硬件木马的影响,最后通过马氏距离以及欧式距离等判别方法识别出硬件木马.利用现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)测试平台进行了实验验证,数据处理结果表明,在0.61%,片内工艺偏差下可以有效检测出工艺偏差校正前无法识别的硬件木马,木马电路的大小等效为44个与非门.并且提出的方法可以扩展应用于包含片内工艺偏差的情况.     

改进型电阻负载环形振荡器

在传统的环行振荡器的基础上,提出一种改进型的环形振荡器。克服了由于门电路的传输延迟时间极短,难以获得较低的振荡频率,而且频率不易调节的缺点,并通过仿真得到了电源电压与振荡频率的关系。     

一种采用全MOS器件补偿温度和沟调效应的电流控制环形振荡器

提出一种全MOS器件补偿温度和沟调效应电流控制环形振荡器,以减小通信时钟恢复电路振荡器的振荡频率偏移.与传统振荡器相比,该振荡器采用全MOS器件设计温度和偏置电流补偿电路,在增强可靠性的情况下降低了温度和沟调效应引起的频率偏移.电路采用0.35μm标准MOS工艺设计,通过与传统振荡器性能进行仿真比较,该方法振荡频率的偏移量得到明显改善.     

一种新型低压低功耗伪差分环形压控振荡器设计

基于交叉耦合技术提出了一种新型低压低功耗伪差分环形压控振荡器(VCO).电路整体包括新型伪差分环形压控振荡器、输出整形缓冲(buffer)电路两个部分.在VCO电路中采用了尾电流源控制的反相器为基本延时单元,实现了一种新型低压低功耗伪差分环形振荡器设计,并采用线性化技术改善调节线性度.利用输出buffer对VCO输出波形进行整形,消除了这种结构下输出摆幅受到尾电流源影响而不能达到轨到轨摆幅的限制.基于0.13μm标准CMOS工艺,利用cadence spectre进行仿真验证,前仿真结果表明在电源电压为1.2V时,该VCO相位噪声为-100.58dBc/Hz@1 MHz,功耗为0.92mW,在0.45~1V的电压范围内,频率调谐范围宽达0.303~1.63GHz,具有非常好的调节线性度,在电源电压为1V时仍然能正常工作.     

千兆以太网物理层时钟产生/倍频单片集成电路设计

给出了一个基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺设计的千兆以太网物理层时钟产生/倍频单片集成电路.芯片采用电荷泵结构的锁相环实现,包括环形压控振荡器、分频器、鉴频鉴相器、电荷泵和环路滤波器等模块,总面积为1.1 mm×0.8 mm.采用1.8 V单电源供电,测得在负载为50 Ω时电路的输出功率大于5 dBm.芯片在PCB板上键合实现锁相环路的闭环测试,测得锁定范围为130 MHz;当环路锁定在1 GHz时,振荡器输出信号的占空比为50.4%,rms抖动为5.4 ps,单边带相位噪声为-124 dBc/Hz@10 MHz.该电路适当调整可应用于千兆以太网IEEE802.3规范 1000BASE-X的物理层发信机设计.     

555集成定时器的典型应用研究

555定时器是一种中规模集成电路,只要在外部配上适当阻容元件,就可以方便地构成各种脉冲产生和整形电路,例如多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器等。主要分析555定时器的电路结构、逻辑功能及工作模式,并介绍由555定时器构成的各种典型电路的组成、工作原理、元器件选择等,以供电子爱好者设计时作为参考。     

CMOS与非门节水型控制器

由CMOS与非门组成的控制器,结构简单,动作可靠,适用于城市高楼和农村乡镇集中供水的自动控制,在保证正常供水的前提下,节水节电.     

新型CMOS注入锁定振荡器电路的设计

设计了一种新型ＣＭＯＳ注入锁定振荡器电路，它是一个由差分比较器和一串反相器所构成的变型环形振荡器。该振荡器的注入锁定特性是基于差分比较器的相移作用。它不仅是有良好的小信号自适应带宽特性，而且还能实现相干相位同步，它的一些基本特征类似于一阶锁相环。分析论证了它的基本原理及特性，并讨论了计算机电路模拟的结果。     

GTEM室中射频连续波对某数字电路的辐照效应

在GTEM室中用射频连续波对某导弹装备上的数字控制电路进行电磁辐照.在一定的场强下,引入的电磁骚扰未导致被监测的与非门产生错误反转时,产生控制信号的自激多谐振荡器却受到了电磁干扰,主要表现为产生的方波控制信号的占空比增大.分别研究了谐波波源频率在80,100,300 MHz和1 GHz时电路受干扰的情况,发现:多谐振荡器对频率为100MHz的连续波干扰最敏感,对80,300 MHz的干扰比较敏感,而对1 GHz的连续波干扰不敏感.在每个频点,对方波控制信号的占空比随场强的变化进行了相关性拟合,并建立了数学模型.