一种基于开关逻辑结构的低功耗SAR ADC的设计

设计并实现了一款10位逐次逼近型模数转换器,该电路采用了改进型开关逻辑结构降低了开关的动作频率,提高了数模转换器的线性度,同时降低了模数转换器的功耗.仿真结果表明,该模数转换器在Chartered 0.35μm 2P4M工艺下实现了10位精度,转换速率为250 kHz,信噪比大于60 dB,功耗小于2 mW.流片后测试结果显示芯片达到设计指标要求,平均功耗为1.97 mW.     

8位600MS/s CMOS超高速并行模数转换器的仿真分析与设计

描述了一个高速并行(Flash ADC)模数转换器的仿真分析与设计.该模数转换器运用反相器阈值电压量化技术(Threshold Inverter Quantization,TIQ)进行设计,使得使用普通CMOS数字工艺也可获得很高的采样速度.在文中,一个使用TSMC0.25μm工艺的8位TIQ CMOS并行模数转换器被设计出来并加以仿真分析.该模数转换器采样速度可达600MS/s,工作电压为2.5V时功耗约为154.506mW,占用的面积约为0.2mm2.特别适用于高速低电压SoC电路的设计.     

一种新型的级联Sigma-Delta调制器的建模设计

文章提出了一种新型的级联Sigma-Delta调制器。传统的级联Sigma-Delta调制器需要数字逻辑部分来抵消第1级的量化噪声,数字部分与模拟电路之间的不完全匹配将造成误差泄露。为此,有学者提出了Sturdy-MASH(SMASH)Sigma-Delta调制器以及DNC-SMASH Sigma-Delta调制器来解决误差泄露问题。该文基于上述方法对二阶Sigma-Delta调制器进行了改进,提出了一种新型的两级级联结构,使二阶调制器和额外的一位量化器级联,以此提高调制器的噪声整形。文中分析了非理想因素包括积分器中运放的有限直流增益对信噪比的影响。采用Matlab Simulink对该调制器进行建模仿真,结果表明,在过采样率为256、输入信号带宽为20 kHz时,调制器的信噪比达到114.4 dB,精度高达18.16位。     

宽摆幅高速高精度级间增益放大器的优化设计

为了满足1024×1024像素焦平面红外探测器高速采集系统中模数转换器的需求,采用0.35μm CMOS工艺技术,设计了12-bit、40-Msample/s的流水线模数转换器第一级的级间增益放大器.在传统两级运放的基础上,采用交叉耦合的AB类输出级和共源共栅补偿,提高了输出摆幅和带宽,并通过数学工具对功耗进行了优化.在电路设计基础上完成了版图设计与后仿真,达到直流增益92 dB、输出摆幅4 V、静态功耗35 mW、反馈系数1/4的情况下带宽达到170 MHz、相位裕度69°等指标,满足系统设计需求.     

Sigma-Delta调制器的设计与仿真

提出一种基于线性系统分析和仿真拟合的5阶数字Sigma-Delta调制器的设计方法.Simulink仿真结果表明:与过采样率为64的4阶调制器比较,所设计的5阶Sigma-Delta调制器在过采样率降低到只有32的情况下,输出信噪比可以达到104dB,比前者改善了6dB.因此,在相同过采样率下,该5阶调制器可以得到更宽的信号带宽.     

一种低资源数字抽取滤波器设计

设计并实现一个应用于音频Sigma-Delta模数转换器的低资源数字抽取滤波器。该滤波器采用多级多采样率结构, 整体带内纹波小于0.06 dB, 带宽为21.6 kHz, 最低工作频率为10 MHz。通过滤波器硬件架构的设计, 有效地缩小了抽取滤波器的电路面积和功耗。芯片测试结果表明, 对 64 倍过采样率、4 阶Sigma-Delta调制的 1 bit 脉冲密度调制信号输出码流进行处理, 得到音频信号的信噪比达到87.2 dB, 在SMIC 0.13 μm 工艺下, 数字部分的面积约为0.146 mm²。与同类型抽取滤波器相比, 面积减小58%, 功耗减少60%以上。     

一种采用标准数字单元实现的5bit 100MS/s全数字闪烁型模数转换器

设计了一种全数字实现的5bit闪烁型模数转换器,该设计的核心思想是通过差分延时链对,将输入的差分模拟信号转换为延时信号,再经过锁存器得到与相应参考电压的比较结果.该数字比较器的参考电压内置于差分延时链对,无需从外部输入.采样保持电路的开关和保持电容也使用数字库中的合适器件代替.该模数转换器完全采用标准数字单元库中的单元搭建而成,与传统实现方法相比,在功耗、面积及设计复杂度上均有了较大程度的改善.电路采用TSMC 65nm工艺设计,核心面积为0.02mm2,在采样频率为100MS/s的情况下,后仿真功耗低达0.6mW,SFDR为37.89dB,ENOB为4.55bit.     

基于自给时钟的高精度Sigma-Delta ADC设计

为了在电源管理芯片中完成高精度、低功耗的模数转换,提出了1种自给时钟的增量型Sigma-Delta模数转换器(ADC).该ADC由2阶Sigma-Delta调制器结构组成,使用基于过零检测的开关电容积分器代替了基于运算放大器的开关电容积分器,又通过2阶积分器电路的相互触发产生自给时钟,从而无需外部提供时序信号.该ADC使用0.5μm CMOS工艺,在运行500个周期时可以获得的信号噪声失真比(SNDR)为90.06 d B,有效精度为14.66位,转换时间小于330μs,在5 V供电下功耗为0.317 m W.在保持Sigma-Delta ADC较高精度的同时,通过采用基于零点检测的电路减少了所需的外围电路,从而节省了面积.     

一种高性能低功耗两级全差分运算放大器设计

分析并设计了一种高速、高增益、低功耗的两级全差分运算放大器.该运算放大器用于高速高精度模数转换器中.运算放大器第一级采用增益自举cascode结构获得较大的直流增益,采用2个新的全差分运算放大器替代传统的4个单端运算放大器作为增益自举结构.该放大器采用SMIC 0.18μm CMOS工艺设计,电源电压1.8 V,直流增益125 dB,单位增益带宽300 MHz(负载3 pF),功耗6.3 mW,输出摆幅峰峰值达2 V.     

低功耗13 b 107 样品/s模数转换器

描述一个基于0.6μm CM O S工艺的、低功耗的13 b,107样品/s流水线模数转换器(ADC)的设计。为了达到13 b的转换精度,在电路设计中采用了电容误差平均技术;为了实现低功耗设计,在电路设计中综合采用了运算放大器共享、输入采样保持放大器消去、按比例缩小和动态比较器等技术。在考虑工艺实现中的非理想因素的条件下,对ADC电路进行晶体管级M on te-C arlo仿真,当ADC以10MH z的采样率对1MH z的正弦输入信号进行采样转换时,在其输出得到了82 dB的非杂散动态范围,并且此时ADC模拟部分的功耗仅为11mW。     

典型模拟电路性能退化仿真技术研究

为解决典型模拟电路在设计阶段可能引入的性能退化问题,通过分析国内外电路虚拟验证技术研究进 展,并针对引起模拟电路性能退化的HCI( Hot Carrier Induced) 、NBTI( Negative Bias Temperature Instability) 、 TDDB( Time Dependent Dielectric Breakdoun) 等机理模型进行深入研究,开展了性能退化仿真流程模型设计、 失效物理模型推导建立及模型参数提取3 项关键工作。基于上述关键技术研究,选取典型模拟运算放大器, 采用Cadence spectre 软件开展了性能退化仿真研究。最终得出器件在25 ℃下,工作2 年和10 年后的性能退化 情况,验证了该仿真方法的可行性。该结论可在模拟电路设计阶段,为其设计改进工作提供初步支撑。     

喷管通道内气体流动特性的数值模拟

分析了喷管通道内气体的流动特性,运用CFD软件Fluent模拟了Laval喷管在不同工况下的流场,数值模拟结果与相关文献实验结果基本一致,表明喷管通道内气体流场特性的数值模拟在实际工程应用中是可行的,为喷管的优化设计提供了有效的技术途径．     

基于NanoSim-VCS的芯片级混合信号验证

在混合信号系统芯片设计过程中,复杂的全芯片系统验证以及数字单元和模拟IP电路间的接口节点分析成为设计的瓶颈.提出一种基于NanoSim-VCS的混合信号验证方法,以SHU-MV06芯片为具体对象,对一个包括Verilog和SPICE的数模混合系统设计进行验证.这一验证方法在仿真的速度和精度间进行折衷,在保证一定精度的基础上大大缩短了仿真时间,提高了验证效率,使设计人员在早期仿真阶段就能及时发现设计中的问题,改进了设计质量.采用此方法验证的数模混合系统级芯片SHU-MV06一次流片成功,表明了此方法的正确性和有效性.
      

PWM型数/模混合电压调节器芯片电路设计

给出了一种新型的汽车电压调节器电路结构.该电路的电压调节功能由脉宽调制过程实现,电路芯片的设计采用双极模拟I2L数字混合结构.通过闭环仿真模拟验证了电路原理的正确性,在模拟分析的基础上,对芯片电路的工艺设计和版图设计进行了讨论     

虚拟项目教学法在模拟电子技术教学中的应用

虚拟项目教学法是基于计算机模拟仿真技术的一种教学活动。将虚拟项目教学法应用到模拟电子技术的教学中,通过项目任务的设计、项目准备、仿真实施及总体评价展开教学。该方法不仅可以达到传统项目教学法的教学目标,而且可以扩大学生的参与面,降低教学成本。实践表明,该方法适合于应用型人才培养目标下的模拟电子技术教学。     

二项展开法实现分数阶模拟分抗电路

提出一种通过二项展开式设计任意阶模拟分抗电路的新方法.首先讨论了二项式的收敛条件,并结合收敛域的计算公式,明确指出使用二项展开法所得到的分抗电路的逼近带范围.然后利用电路元件进行电路综合,从而实现能够完成分数阶运算的模拟电路.最后对该电路进行仿真,证明了二项展开法在实际应用中的有效性,对于模拟分抗电路的设计和分数演算的理论研究具有十分重要的意义.     

用平衡式对数域积分器实现连续小波变换

为满足低电压、低功耗及实时处理等应用要求的需要,提出了一种新的基于平衡式对数域积分器的连续小波变换实现方法.小波变换实现电路由冲激响应为高斯一阶导数小波的模拟滤波器构成,其传输函数用Levenbery-Marquardt非线性最小二乘法求得.滤波器以工作在甲乙类状态的平衡式对数域积分器为积木块进行设计,通过改变平衡式对数域积分器的偏置电流而实现不同尺度下的小波变换.计算机仿真结果表明了该方法的可行性.     

超布朗运动的模拟

本文给出了超布朗运动的一种模拟方法。此方法与已有的方法有很大的不同，而且从理论上来讲，我们的方法更精确，而且无论二维或三维情况，其模拟均可在微机上实现。从而为进一步地利用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法进行非线性偏微分方程的模拟计算打下基础。     

数字调频激励器中的信号合成方法

提出了数字调频激励器的总体框架,研究了立体声信号合成和频率调制的数字实现方案. 结合理论分析和算法的仿真,完成基于FPGA+DDS结构的硬件平台设计. 使用调制分析仪和立体声解码器,分析解调后信号的性能指标. 测试结果表明,与传统的模拟实现方案相比,数字调频激励器中的信号合成方法结构简单,误差小,各项指标可以满足同步广播系统频率、相位和调制度相同的要求.     

型非线性环节的SIMULINK仿真分析

文章通过利用SIMULINK对典型非线性环节进行分析,并针对传统在模拟机上进行的自动控制理论实验的缺点,提出了将SIMULINK与模拟实验互相结合起来的方法。实际应用结果表明,通过仿真与模拟实验结果的对比分析,不仅可以让学生发现模拟实验中存在的错误,锻炼学生分析、解决问题的能力,而且增强了学生的学习兴趣,并为以后从事相关研究工作打下了基础。