双斜率积分ADC中开关电容积分器的设计

为提高双斜率积分ADC中模拟输入信号转换成数字信号的准确性,设计了一种高性能开关电容积分器以替代传统的RC有源积分器。该开关电容积分器的运算放大器由折叠共源共栅输入级和Class AB输出级组成,开关部分选用CMOS开关,以抑制电荷注入和时钟馈通的影响。在中芯国际0.18μmCMOS工艺下,采用EDA仿真软件对相关模块进行仿真验证,得到运算放大器的直流增益为110.3 dB,单位增益带宽为5.64 MHz,相位裕度达到79°,输出摆幅为0.013 3～3 299 mV,转换速率为7.56 MV/s。结果表明,开关电容积分器完全满足双斜率积分ADC的实际应用。     

超大时间常数开关电容积分器设计

结合T型开关电容积分器和Nagaraj开关电容积分器,设计出了新的超大时间数(VLTC)开关电容积分器的电路结构,可以将等效电容比率分解成三项比例乘积的形式,从而提高开关电容电路的面积效率.结构对运放性要求不高,易于超大时间常数积分器的全集成.     

可调控开关电容放大器的结构设计及模拟仿真

设计了一款可调控开关电容放大器,给出了各级电路的结构图和设计思想以及仿真结果.     

一种16位1-kHz88-μW Δ-Σ模数调制器

分析了一个应用于测量的16位精度开关电容Δ-Σ模数调制器.该调制器采用3阶1位单环包含局部谐振器的前馈结构,在保证其具有较大的输入信号允许范围的同时引入零点优化来提高信号/噪声失真比.整体电路使用TSMC 0.35μm混合信号CMOS工艺,采用Spectre进行仿真.结果表明,在信号输入带宽为1 kHz、超采样率128条件下,调制器的动态输入范围为102 dB;在信号为-3.5 dB满幅输入时,其最大信号/噪声失真比为97.84 dB.此外,在1.5 V供电电压下,调制器的功耗仅为88μW,表现出较好的低功耗高精度性能.     

开关电容幅度均衡器的设计

钟形幅度均衡器是均衡通路幅度畸变的常用器件。开关电容电路适宜采用LSI实现,以做到体积小、成本低。本文采用一种双二阶电路作为钟形幅度均衡器的基本节,其特点是对寄生电容不灵敏。经预扭曲后的计算特性可与设计要求达到一致。这种二阶节的级联可用来满足更复杂的均衡要求。     

高频开关电容滤波器的设计与实现

本文探讨了影响开关电容滤波器(SCF)高频应用的主要问题,并介绍了解决这些问题实现高频 SCF 的几种设计与实现的方法,同时指出了各种方法的优点与局限性.最后,提出本课题的研究发展方向.     

不受杂散电容影响的开关电容滤波器设计方法的探讨

本文提出了用开关电容(SC)积木块电路 OFR 和 TSI 模似电阻 R 时的表达式,详细分析了在特定条件下模拟电容的情况,并通过定量分析确认只有 Bi 变换和 LDI 变换是可取的。在此基础上,作者提出了四种一阶高精度开关电容滤波器(SCF)的新电路,并对 Laker 等人提出的开关电容双二次电路进行了有益的修正。     

一种用于图像处理的二维开关电容滤波器新的设计系统

二维实时滤波器开关电容网络新的设计方法．该设计是在综合法的基础上，利用无损、非倒数原形电路而得到的开关电容网络．本文所使用的几个计算机软件，可将其集成为一个完整的设计系统．本文作为该设计系统的应用，该滤波器可以象一个ＣＭＯＳ单片那样实现，若与数字滤波器实现相比较，可达到降低成本和减少功耗的目的．     

低失调开关电容滤波器的设计

基于无锡上华0.5μm 2层多晶硅3层金属(2P3M)N阱CMOS工艺,在3.3V电源电压下,采用双二阶基本节,设计了一种截止频率为1kHz的低失调、低通开关电容滤波器,并采用相关双采样技术(CDS)及优化的开关组合,削弱了器件非理想特性的影响.仿真结果表明,采用CDS技术及优化的开关组合使开关电容滤波器的直流失调电压从2mV降低至23μV.提高了信号处理系统的精度.     

基于边缘滤波的温度传感实验研究

利用基于长周期光栅的边缘滤波解调方法,在给出波长解调原理的基础上,对裸光纤光栅和毛细钢管封装的光栅进行温度传感实验研究.实验结果表明,在所测温度范围内,光纤光栅呈现良好的线性关系,且封装式传感头线性度更优.而后利用封装式探头进行解调实验研究,表明经边缘滤波解调后系统的精度进一步提高.     

CMOS全差分跨导运算放大器的建模与设计

研究带增益自举结构的高速、高增益跨导运算放大器,并对增益自举运放建立数学模型和进行Mat-lab仿真验证.将设计的运算放大器应用于12bit 100MSPS模数转换器(ADC)中,可得到辅助运放的带宽的最佳设计.仿真结果表明:添加辅助运放后,可以达到106dB的增益,增加了55dB;添加辅助运放后的主极点较之前大大减小,次主极点略有减小,但辅助运放的添加并不会影响运放使用时的速度.     

应用唯晶体管亚阀值CMOS积分器的模拟滤波器设计

本文对 CMOS 晶体管模拟滤波器提出了一种新的设计方法,该设计是建立在工作于亚阀值下的 MOS(金属氧化物)晶体管固有电容积分器基础上的,下文给出了设计思路和设计例子。     

基于BiCMOS的低电压全差分对数域积分器设计

分析一个由BiCOMS构成的单端对数域积分器的频率特性和存在的局限性。提出了一个工作在甲乙类状态的对数域全差分积分器,并采用跨导线性原理分析得到了其传递函数,分析了全差分积分器的频率特性和动态范围。PSpice仿真结果说明,全差分对数域积分器具有较宽的频率调谐范围,能在1－2V之间的低电压下工作,同时具有较大的动态范围,更适合于高频、低电压和大动态范围的滤波器设计。     

5.8GHz CMOS全集成低噪声放大器设计

针对目前在LNA设计中存在需要在任意给定的功耗条件下噪声和输入阻抗同步匹配的问题,本文采用TSMC0.18μm RF工艺,通过利用共源共栅结构和功耗受限下噪声和阻抗同步匹配技术(PCSNIM),提出了一个可支持IEEE802.11a无线局域网(WLAN)标准的5.8GHz CMOS低噪声放大器,在中心频率处所提出的低噪放大器的噪声系数(NF)只有0.972dB。仿真结果表明:在1.8V供电电压下LNA的功耗为6.4mW,增益可达17.04dB,输入1dB压缩点(P1dB)约为-21.22dBm,同时具有良好的输入输出匹配特性。     

CMOS图像传感器LVDS驱动器电路设计

为解决在2.5 V供电下的LVDS(Low Voltage Differential Signaling)驱动器处理1.2 V数字信号时,由于传统电平转换电路性能较差,且易产生误码的问题,设计了一款应用于CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器芯片的LVDS接口电路,该芯片中数字电路采用1.2 V供电,LVDS驱动器使用2.5 V供电.笔者提出两种电平转换电路方案,用于解决该问题.方案1将1.2 V数字信号进行电平转换,再使用D触发器对转换后的信号进行采样,从而避免误码的产生;方案2使用迟滞比较器作为电平转换电路.设计采用TowerJazz 65 nm CMOS工艺进行流片验证.经过测试,两种方案均有效地解决了LVDS驱动器误码的问题.     

一种新型智能积分器的设计与分析

通过分析Clegg非线性积分器的特性入手,重新设计了两种非线性智能积分器TF-1和TF-2,用谐波分析后表明,其TF-2型积分器的滞后在0到57.52度之间。将此智能积分器用于设计一个双目标二次优化系统,仿真结果表明它的性能良好,且参数整定比较容易。     

基于差分图像定位法的集成电路光发射探测技术

在偏置电压较低的情况下,光发射信号较弱,容易被器件的噪声所干扰,造成成像效果不佳.为此,文中建立了光发射显微(PEM)图像的信号-噪声模型,设计了差分图像定位算法来提高光发射探测的精度.该算法首先通过调整偏置电压获取失效信号强度不同的两组图像,计算出两组图像的差分均值图像,再对其进行均值滤波器、图像二值化等处理,得到统计图像,最后根据统计图像确定集成电路失效点的位置.物理分析结果验证了基于差分图像定位法的集成电路光发射探测技术的准确性.     

基于非线性微分几何理论的半间歇聚合釜温度控制器设计

半间歇聚合反应具有强非线性、时滞、时变的特点,反应机理复杂,其温度控制一直是难点。应用传统的串级PID控制结构,无法保证温度控制在允许的误差范围内。为保证产品质量,设计了一个非线性控制器来提高温度控制精度。根据Chylla-Haase反应器模型,利用非线性微分几何理论,通过微分同胚和状态反馈,实现输入-输出精确线性化,在此基础上引入误差渐近跟踪项和积分器,设计出温度渐近跟踪控制器,通过调整控制器参数,可达到误差快速指数衰减。仿真结果表明该控制器在设定值跟踪和抗干扰方面明显优于串级PID控制器及模糊串级PID。