一种新颖的高精度高稳定性CMOS振荡器电路的设计

通过分析传统CMOS振荡电路由于控制回路存在延迟时间,导致输出波形存在上冲下冲的缺点.设计一种新颖的1MHzCMOS方波振荡电路,该振荡电路的频率完全由电路的延迟时间来产生,通过对控制回路的延迟时间进行控制,就可以实现对该CMOS振荡电路的频率精度稳定性的调整.仿真波形显示表明,输入电压VIN从2.7V到6V有较大范围的变化时,该振荡电路的频率依然保持在0.9MHz到1.05MHz之间,误差范围为±0.5%左右,说明本文设计的CMOS振荡器电路具有较高的稳定性和精度,设计成功.     

一种超低输入电压BOOST DC-DC的启动电路设计

以DC-DC升压电路的基本原理为出发点,结合电容的自举升压的特点,研究了一种低至0.48V超低电压输入的启动电路.为了降低电路的功耗,采用两个振荡器,频率高的振荡器的输出作为开始的升压控制,而频率相对低的振荡器的输出是作为升压电路开关管的控制.同时,振荡器均采用能在低电压情况下工作的环形振荡器,并且结构简单,易于集成.此电路基于BL0.6μm CMOS工艺模型设计,经仿真验证达到设计目标.     

一种低功耗低噪声8相位输出环形振荡器

针对环形振荡器的功耗大、噪声大、线性度差等问题,基于TSMC 55 nm工艺,提出了一种新型交叉前馈结构环形振荡器电路。深入分析了器件自身热噪声、闪烁噪声对环形振荡器输出相噪贡献百分比,利用电容滤波技术来降低振荡器输出相噪,采用源极负反馈电路得到线性电流来改善调频线性度,并提供了宽调谐范围。Spectre RF仿真结果表明,设计的环形振荡器频率覆盖范围为0.2 GHz~3.8 GHz,产生8相位,相位噪声为-91.34 d Bc/Hz@1 MHz,在1.2 V电源电压下消耗电流为4.6 m A,线性度良好。     

直接数字频率合成技术在超声波振荡电路中的应用

针对传统的超声波振荡电路因采用模拟或数字自激振荡器存在输出频率不稳定的问题,提出了一种采用直接数字频率合成技术设计超声波振荡电路的方案,详细介绍了直接数字频率合成技术的基本工作原理以及采用该技术设计的超声波振荡电路的硬件和软件实现。实际应用表明,采用直接数字频率合成芯片AD9850设计的超声波振荡电路稳定可靠,并且不易受温湿度变化的影响,能解决矿用仪器仪表电路中超声波振荡电路的频率漂移问题。     

一种片外电容交叉充放电型振荡电路设计

CMOS环形振荡器具有版图面积小、调谐范围大、电路简单便于集成等优点，广泛应用于各类电源系统及电子通信应用中。在常规的环形振荡电路基础上，设计了独立的充放电控制通路，实现了一种交叉充放电型环形振荡电路，并通过外接片外电容的方式，得到更低频率的振荡周期。基于0.18μm工艺，采用HSIM工具对电路进行功能仿真，经过后端物理实现后，版图面积为172μm×76μm，对电路进行提参后仿，结果表明：在3.3 V电压及25℃条件下，外接10 nF接地电容时，电路获得约1.2 ms的稳定振荡周期。在Vcc=2.7 V～5.5 V、T=-55℃～125℃条件下，时钟周期的最大偏移为5.83%。该电路已成功应用于某电源控制芯片中。     

基于FPGA+单片机的电压控制LC振荡器的设计

设计了一种电压控制LC振荡器,利用LC振荡电路作为振荡源,通过变容二极管来调节振荡器的频率,采用锁相环来提高输出频率的稳定度,以FPGA 单片机作为整个系统的测控部分。经安装与调试,振荡器输出波形没有明显失真,输出频率的范围是15～35MHz,可实现间隔为100kHz的频率步进,能够实时测量并显示振荡器的输出频率。     

数字集成电路基本实验速成(五)

目的:用与非门组成对称方波振荡器;了解与非门对称方波振荡器的工作原理;了解振荡频率与定时电路RC值的关系。电路:与非门对称方波振荡电路见图21。原理: 1.电路的组成为使与非门多谐振荡器输出对称的方波,即波形图中高电平与低电平部分同宽,最有效的方法是采用对称振荡电路,如图21所示。它由与非门F3、F4     

一种带电源电压和温度补偿的振荡器电路设计

设计了一个带电源电压补偿和温度补偿的低功耗环形振荡器电路,环形振荡器采用受限于PTAT电流的反相器和普通CMOS反相器级联结构。由于电源电压和温度对这两种反相器传播延时的影响是相反的,利用这种相反的特性使得振荡器输出频率在电源电压和温度特性上得到补偿。该电路采用0.18μm CMOS工艺,测试结果显示在5 V电源电压以及27℃温度条件下,输出频率为263 k Hz,平均电流消耗为2.5μA。在3.5 V~5.5 V电源电压和-40℃~85℃的温度变化范围内,输出频率偏差在-2.3%~6.5%范围内。     

面向FPGA应用的硬件木马植入与检测技术研究

近年来,FPGA的应用愈加广泛。为确保FPGA中数据安全可信,在基于环形振荡器的硬件木马检测方法之上,提出一种在Altera FPGA中使用增量编译技术实现环形振荡器和木马植入的方法以及使用归一化差值算法发现并定位木马的数据分析方法。设计基于环形振荡器的硬件木马检测电路,根据系统规模共部署6级振荡环,每级环形振荡器由121个与非门构成。根据木马电路类型和功耗来源,在电路中依次植入四种典型硬件木马,使用归一化差值算法分析环形振荡器振荡频率,最终实现所有类型的木马定位与检测。检测结果表明,基于环形振荡器的硬件木马检测方法在FPGA中具有很好的木马检出效果,不仅能够检测具有较大动态功耗的木马,也可以完成对具有很小的静态功耗木马的检测。所提出的方法已经在实际FPGA工程中使用,为及时发现木马提供了一种有效途径。     

一种具有低电源敏感度的高速CMOS压控振荡器

给出了一种低电源敏感度的高速CMOS压控振荡器设计,在延时单元中引入正反馈结构以补偿电源电压变化对输出频率的影响,在TSMC0.25μmCMOS工艺参数下使用Hspice仿真表明,电源变化1%引起的输出频率变化小于0.7%,整体振荡器的输出频率范围为2.01GHz-2.75GHz。     

Ring Oscillator for 60 Meter Bandwidth

The 60-meter band range is tremendously useful in telecommunication, military and governmental applications. The I. T. U. (International Telecommunication Union) required isolationism to former radio frequency services because the various frequency bands are extremely overloaded. The allocation of new frequency bands are a lengthy procedure as well as time taking. As a result, the researchers use bidirectional, amateur radio frequency communication for 60-meter band, usually the frequency slot of 5250–5450 KHz, although the entire band is not essentially obtainable for all countries. For transmission and reception of these frequencies, a local oscillator is used in the mixer unit to generate the local signal for mixing the input and reference signals. For this function different type of oscillators are used. In this paper, a three-stage ring oscillator is designed with 1 V supply. Ring oscillators (RO) is the base to explore like to identifying, specify with modelling resources in the disparity in behaviour of the circuit in terms of industrialized design and layout parameters. This type of oscillators are free from noise as inductor is not used to the circuit as in LC oscillator, Heartly oscillator, Colpitt and tuned oscillators. The present approach of circuit designing, the scaling of CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) transistor will moderate, the procedure variability. In the forthcoming article, a ring oscillator with fixed capacitor (1 pF) and with variable capacitors (1 to 100 pF) is analysed. The frequency analysis with different capacitor is performed. The total delay of 3-stage oscillator is 4.82 ns with 5.2 MHz oscillation frequency. The overall Power dissipation of the circuit is 1.852 μW at 1 V supply. The simulation analysis is performed on 45 nm CMOS technology with both transistor width are 278 and 420 nm.     

基于GPS校准的数字式守时钟守时算法研究

通常守时系统都采用高稳晶体振荡器作为频率标准,但由于温度和老化等原因导致其长期稳定度不尽如人意,严重影响时钟的守时精度,改变电路的分频比可以对其进行补偿。数字式守时钟采用了固定频率晶振驱动的分频比可精细微调的基于加法器的时钟电路。首先介绍了一种GPS校准的数字式高精度守时钟并讲述了其工作原理,然后对如何快速、准确的在数字式守时钟中得到晶振的分频比补偿值进行了研究,提出了算术平均值滤波算法和卡尔曼滤波算法这两种算法,并搭建了实验平台。经验证,卡尔曼滤波算法在快速性和准确性上要优于算术平均值算法。     

角速度传感测试系统中锁频模块的应用研究

介绍了一种基于光纤环形腔的角速度传感测试系统,通过对几个重要电路模块的分析,描述了系统中用来实现对激光器反馈控制和对谐振点跟踪锁定的锁频电路模块。实验结果证明:该电路模块能够将透射峰锁定在最低点,将激光器中心频率始终锁定在谐振点处,一定时间内转台转速小于1 r/s时,锁频精细度高。     

用简化的Goertzel来实现正弦基波与谐波

通过对Goertzel算法的优化和运用查表法处理来加快其运算速度。在硬件电路的基础上,用C语言完成了实际应用的算法程序。采用Atmel公司51系列外接晶振时钟频率可高达24MHz的单片机AT89C2051-24SU,运算后输出了一定频率的正弦基波及其多次谐波组成的波形。     

适用于WLAN接收机的高线性电流模式混频器设计

针对无线局域网接收机对低成本和线性度的定制化需求,设计了一款适用于IEEE 802.11 b/g/n/ax标准WLAN接收机的高线性度电流模式混频器;采用零中频接收机架构,电流模式混频器的电路结构主要包括跨导级放大器,混频开关级和跨阻放大器;通过跨导级两种工作状态的转换和跨阻放大器反馈电阻的两种取值变化实现了混频器的四档增益可调;混频开关级选用双平衡无源混频电路以提供良好的线性度;为了解决零中频接收机存在的直流失调问题,加入了一种电流注入式的直流失调校准电路,进一步提高了混频器的线性度;对跨阻放大器中的跨导运算放大器电路进行优化设计以提高其带宽,使跨阻放大器的输入阻抗足够小以保证混频器的线性度;基于180 nm RF CMOS工艺,借助Cadence软件对混频器进行仿真:当本振频率为2.4GHz时,四档增益分别为38dB、32dB、27dB和21dB,中频带宽可达20MHz;噪声系数在高增益的情况下为8.46dB,输入三阶交调点在低增益的情况下可达13.72dBm;仿真结果表明,在较宽的中频带宽下,电流模式混频器取得了良好的线性度性能,满足WLAN接收机的定制化需求。     

A piezoelectric transducer‐tuned microstrip‐ring resonator oscillator operating at the second resonant mode of the ring resonator

A microstrip open‐loop resonator oscillator operating at even modes is proposed. The even mode of the ring circuit can be predicted by using a simple transmission‐line model. The new oscillator has a characteristic similar to that of a push‐push oscillator. In addition, in comparison with the push‐push oscillator, the new oscillator with one active device can minimize the size and lower the cost. A voltage‐controlled piezoelectric transducer (PET) is used to vary the resonant frequencies of the ring resonator, which in turn tunes the oscillator with a good tuning range of 4.9% at around 12.1 GHz. This tuned oscillator should have many applications in wireless systems. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE, 2005.     

DDS信号源中的测频电路设计

介绍了一种基于直接数字频率合成(DDS)器、CPLD和单片机技术的高分辨率、高稳定度的DDS信号源,并详细设计了DDS信号源中基于CPLD、单片机的频率测量电路。此测频电路克服传统以单片机为核心的测频系统测频速度慢,不能满足高速、高精度的问题,能真正实现高速、宽范围测频,是DDS信号源中的重要组成部分。     

Design of a 4.2–5.4 GHz differential LC VCO using 0.35 μm SiGe BiCMOS technology for IEEE 802.11a applications

In this paper, a 4.2–5.4 GHz, ?Gm LC voltage controlled oscillator (VCO) for IEEE 802.11a standard is presented. The circuit is designed with AMS 0.35 μm SiGe BiCMOS process that includes high‐speed SiGe Heterojunction Bipolar Transistors (HBTs). According to post‐layout simulation results, phase noise is ?110.7 dBc/Hz at 1 MHz offset from 5.4 GHz carrier frequency and ?113.4 dBc/Hz from 4.2 GHz carrier frequency. A linear, 1200 MHz tuning range is obtained from the simulations, utilizing accumulation‐mode varactors. Phase noise was also found to be relatively low because of taking advantage of differential tuning concept. Output power of the fundamental frequency changes between 4.8 dBm and 5.5 dBm depending on the tuning voltage. Based on the simulation results, the circuit draws 2 mA without buffers and 14.5 mA from 2.5 V supply including buffer circuits leading to a total power dissipation of 36.25 mW. The circuit layout occupies an area of 0.6 mm² on Si substrate, including DC and RF pads. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE, 2007.     

QCM振荡频率检测平台的建立及其稳定性探讨

压电石英晶体振荡器谐振频率的稳定性是构建晶体微天平检测平台的前提,环境温度是导致稳定的石英晶体振荡器的频率漂移的主要因素。本文通过理论分析,选用合适晶片、采用差频技术构建特殊的振荡电路,消除了检验检测平台由于环境温度引起的频率漂移,从而提高了微天平的稳定性,使传感器的性能得到明显提高。