高速四相时钟电路设计

基于IHP 130 nm SiGe BiCMOS工艺,设计了一个由基于RC网络相移特性的polyphase移相器和差分时钟缓冲器组成的2 GHz四相时钟电路.因单阶polyphase带宽不足而设计了三阶polyphase级联提高带宽.采用HBT(heterojuntion bipolar transistor)差分时钟缓冲取代MOS(metal oxide semiconductor)单端时钟缓冲,实现更高时钟频率的同时,差分结构也能有效抑制流入采样电容的时钟信号馈通.各模块版图设计均采用高度对称结构来消除相位误差.仿真结果表明,差分输入2 GHz正弦波时,可输出4路相位相差90°方波时钟信号,时钟上升时间约15 ps,4路时钟相位误差小于2.2°,应用到4通道采样保持电路后可成功采样和保持8 GHz正弦输入信号.     

一种13bit 40MS/s采样保持电路设计

设计了一个用于13bit40MS/s流水线ADC中的采样保持电路。该电路采用电容翻转结构,主运算放大器采用增益提高型折叠式共源共栅结构,以满足高速和高精度的要求。为减小与输入信号相关的非线性失真以获得良好的线性度,采用栅压自举开关。采用电源电压为3.3V的TSMC0.18μm工艺对电路进行设计和仿真,仿真结果表明,在40MHz的采样频率下,采用保持电路的SNDR达到84.8dB,SFDR达到92dB。     

高精度微弱电容检测系统的设计

针对微弱电容信号的检测问题,提出了一种基于FPGA和数字解调的高精度微弱电容检测系统;通过硬件设计和软件设计,实现了由电源电路、C/V转换电路、FPGA电路、A/D转换电路等组成的高精度电容检测系统;阐述了利用载波调制进行微弱电容检测的原理和系统硬件电路的实现方案,并给出了基于cordic算法的载波生成、数字解调和AD采样控制在FPGA中的具体实现;实际运行表明,该检测系统的电容检测分辨率可达到5fF,具有精度高及抗干扰能力强等优点.     

TDICCD高速驱动电路仿真设计与实现

时间延时积分CCD-TDICDD因其结构和工作原理的特殊性,要求驱动信号电压幅值与频率较高.为解决目前驱动电路的电压幅值与频率无法同时提高的问题.采用开关三极管与高速运算放大器相结合的设计方法,设计了一套可以实现输出高压高频驱动信号的功率放大电路,在计算机上应用高速电路板设计与仿真软件-Cadence对设计电路进行了功能仿真.最终在实验线路板上搭建并调试了整套系统,实现了对TDICCD驱动信号的功率放大.为TDICCD驱动电路设计提供了一套有效可靠的实现方法.     

一种适用于高速CMOS图像传感器中的采样保持电路设计

设计了一种适用于高速CMOS图像传感器中积分器阵列的采样保持电路.在采样保持电路的保持路径中采用一种抑制衬底偏压效应的T型开关,取代传统的CMOS传输门开关,可以抑制衬底偏压效应带来的阈值变化,保证开关导通电阻的线性度,同时由于在开关设计中引入了T型结构,减少高速输入下寄生电容引入的信号馈通效应,可以实现更为优化的关断隔离.基于SMIC(中芯国际)0.13 μm标准CMOS工艺设计了一个适用于高速采样积分器阵列中的CMOS采样保持电路.Cadence Spectre仿真结果表明在输入信号达到奈奎斯特频率时,电路信噪失真比(SINAD)达到了85.5 dB, 无杂散动态范围 (SFDR)达到92.87 dB,而功耗仅为32.8 mW.     

适用于流水线ADC的高性能采样/保持电路

介绍了一种利用双采样技术的高性能采样/保持电路结构,电路应用于10bits50MS/s流水线ADC设计中.电路结构主要包含了增益自举运算放大电路和栅压自举开关电路.增益自举运算放大电路给采样,保持电路带来较高的增益和带宽,栅压自举开关电路克服了多种对开关不利的影响.设计还采用了双采样技术,使采样,保持速率大大提高.设计在SMIC 0.18um工艺下实现,工作电压为1.8V,通过仿真验证.本文设计的采样/保持电路可以适用于高速高精度流水线ADC中.     

用于IRFPA测试的高性能数据采集系统

根据红外焦平面阵列(Infrared focal plane array,IRFPA)探测器的最新发展对性能测试的需求,设计和实现了VXI总线的高性能数据采集系统.高速高带宽的模拟调理电路的灵活设计,可以兼容多种IRFPA的信号读出电路;灵活配置的采样时钟控制,支持CDS和SHA两种采样模式,而且能够连续调节ADC的采样时钟相位;有效的低噪声设计措施,保证了系统能够真正实现12.5MSPS,16bit的高精度采样.     

一款适于音频ADC的共源共栅放大器设计

设计了一款适合于16位Sigma-delta调制器的增益增强型共源共栅运算放大器.该运算放大器主要采用套桶式共源共栅结构,带有一个开关电容共模反馈电路,并采用增益提高技术提高放大器的增益.运算放大器采用和舰0.35um mixed-signal CMOS工艺设计,直流增益可达到97.7dB;负载电容为4 pF时,单位增益频率为203MHz,满足了对模数转换器高速度和高精度的要求.     

FPGA中低噪声CCD时序驱动电路设计

在分析Toshiba公司TCD1209D型CCD工作原理的基础上,分析了驱动时序的关系,详细介绍了驱动电路的设计和实现方法.用Verilog语言设计了TCD 1209D的驱动时序控制电路;选用CyclonelⅣ系列FPGA器件,使用QuartusⅡ软件对设计电路进行了功能仿真,实现了TCD1209D的高速时序驱动;在CycloneⅣ芯片平台上测试了TCD 1209D的实际输出信号.实验结果显示,CCD信号噪声较小,验证了所设计驱动电路的可行性,确定了相关双采样的时刻和位置,为小型CCD测量系统的设计提供了有益参考.     

一个16位高性能音频Sigma-Delta调制器

设计了一个适用于音频信号系统的sigma-delta调制器.针对24KHz的音频信号,比较了各种调制器结构,选择了二阶一位的采样型结构.sigma-delta调制器工作在1.8V电源电压下,采用全差分开关电容电路,功耗为6.5mW.仿真结果显示在256倍的过采样率,12.288MHz的采样频率下,信噪比(SNR)可达到98dB,实现16位的精度.该调制器采用UMC 0.18μm混合信号工艺实现,电容采用MIM结构,有效面积为0.209mm2.完全可用于设计低成本、高性能芯片.