基于混合模式快速电荷平衡的神经刺激器

设计实现了一种可用于脊髓神经刺激器的多通道大电流神经刺激器。提出将电极短接和插入短电流脉冲相结合的混合模式,在大电流下,能更加快速地实现电荷平衡。电路设计上,将ADC动态比较器的回踢噪声消除技术应用于神经刺激器,使得动态比较器在输入压差较小时能够输出正确的比较结果,从而将电极上残留电压保持在更安全的范围内。基于CSMC 0.25 μm BCD工艺进行设计与仿真,结果表明,在单向且最大刺激电流为4 mA、刺激脉宽为60 μs、刺激周期为750 μs的条件下,该15 V、16路神经刺激器能实现±50 mV安全电压的有源电荷平衡。     

集成电路技术在医疗健康领域的应用

随着社会的发展和科学技术的不断进步,人们对医疗健康、生活质量、疾病护理等方面提出了越来越高的要求。同时,依托于高新领域电子技术的各种治疗和监护手段越来越先进,也使得医疗产品突破了以往观念的约束和限制,在信息化、微型化、实用化等方面得到了长足发展。本文从医疗健康领域的需求分析人手,从集成电路技术的角度对医疗健康领域的应用的关键技术（现状和前景）做了大致的分析探讨。     

20 GHz压控振荡器的设计与实现

基于TSMC 65 nm CMOS工艺,设计了一款中心频率为20 GHz的压控振荡器。对压控振荡器的尾电流源噪声、交叉耦合MOS管尺寸、电感、调谐范围等诸多参数进行了性能优化。经流片后测试,该振荡器的输出频率覆盖范围为17.78~22.13 GHz,1 MHz处的相位噪声为－100 dBc,1 V电压供压下的功耗为5.1 mW。     

一种用于短距离无线通信的低功耗多频带可配置收发机

A reconfigurable multi-mode multi-band transceiver for low power short-range wireless communication applications is presented.Its low intermediate frequency(IF) receiver with 3 MHz IF carrier frequency and the direct-conversion transmitter support reconfigurable signal bandwidths from 250 kHz to 2 MHz and support a highest data rate of 3 Mbps for MSK modulation.An integrated multi-band PLL frequency synthesizer is utilized to provide the quadrature LO signals from about 300 MHz to 1 GHz for the transceiver multi-band application. The transceiver has been implemented in a 0.18μm CMOS process.The measurement results at the maximum gain mode show that the receiver achieves a noise figure(NF) of 4.9/5.5 dB and an input 3rd order intermodulation point(IIP3) of-19.6/-18.2 dBm in 400/900 MHz band.The transmitter working in 400/900 MHz band can deliver 10.2/7.3 dBm power to a 50Ωload.The transceiver consumes 32.9/35.6 mW in receive mode and 47.4/50.1 mW in transmit mode in 400/900 MHz band,respectively.     

基于WLAN，WCDMA，和Bluetooth标准的可配置模拟基带处理电路

采用0.35μm工艺实现了一种基于WLAN、WCDMA和Bluetooth通信标准的可配置模拟基带处理电路。电路由两个级联的可变增益放大器和一个Gm-C椭圆低通滤波器组成。滤波器阶数和截止频率可调以满足不同应用的要求。更为重要的是,为了优化功耗,可变增益放大器的带宽可以动态调节,而且一些Gm单元在特定的应用下可以关断。所以,在3V电源电压下,模拟基带处理电路工作于WLAN标准模式时消耗了16.8mW的功耗,工作于WCDMA标准模式时消耗了8.9mW的功耗,而工作于Bluetooth标准模式时仅消耗了6.5mW的功耗。模拟基带处理电路可以提供-10~ +40dB的可变增益,同时针对Bluetooth、WCDMA、WLAN标准分别提供1MHz带宽的3阶低通滤波、2.2MHz带宽的4阶低通滤波和11MHz带宽的5阶低通滤波功能。     

DDR2 SDRAM控制器IP功能测试与FPGA验证

完成挂载在AHB上对DDR2 SDRAM进行操作的DDR2控制器IP模块的设计,并通过了相关的读写测试。利用Altera的Qsys平台,将得到的DDR2控制器IP挂载到NiosII上,搭建SoPC系统,完成软硬件协同验证。验证结果表明,该IP在StratixIV的FPGA核心芯片上共占用287个逻辑单元,DDR2的工作频率可达200 MHz。同时,开发出了一套将AHB总线接口的IP挂载到NiosII Avalon总线上进行FPGA验证的通用方法。     

用于植入式心电监测的12位低功耗SAR ADC

设计并实现了一个用于植入式心电监测的12位低功耗逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)。针对低功耗的应用需求,提出了一种静态预放大比较器与动态预放大比较器分时工作的时分比较方案,在保证比较精度的基础上实现了低功耗。针对低采样率时的漏电问题,采用了异步自控制逻辑、双电源电压供电和晶体管的最小栅长堆叠等方法,降低了漏电功耗。设计的ADC采用65 nm CMOS工艺实现。仿真结果表明,采样率为1 kS/s时,信噪失真比SNDR在各工艺角下均不小于69.9 dB,有效位数为11.3位,功耗仅为30 nW,漏电功耗占总功耗的11%,性能优值FoM为11.8 fJ/(conv·step)。     

具有自动频率校准的宽频率范围Σ-Δ小数频率综合器

A wide range fractional-N frequency synthesizer in 0.18μm RF CMOS technology is implemented. A switched-capacitors bank LC-tank VCO and an adaptive frequency calibration technique are used to expand the frequency range.A 16-bit third-order sigma-delta modulator with dither is used to randomize the fractional spur. The active area is 0.6 mm~2.The experimental results show the proposed frequency synthesizer consumes 4.3 raA from a single 1.8 V supply voltage except for buffers.The frequency range is 1.44-2.11 GHz and the frequency resolution is less than 0.4 kHz.The phase noise is -94 dBc/Hz @ 100 kHz and -121 dBc/Hz @ 1 MHz at the output of the prescaler with a loop bandwidth of approximately 120 kHz.The performance meets the requirements for the multi-band and multi-mode transceiver applications.     

一种基于65 nm CMOS工艺的3抽头前馈均衡器

高速串行接口技术是当前高速数据传输的关键技术之一,而前馈均衡器(FFE)是高速串行接口中的重要模块电路。设计了一款工作在40 Gb/s、用于高速串口发送端的前馈均衡器;分析了FFE求和模块、延时模块对均衡效果的影响;采用LC网络作为延时单元,并通过设计闭环反馈控制来控制延时时间,解决了高速均衡电路的延时实现问题。电路采用TSMC 65 nm CMOS工艺进行设计和仿真,后仿真结果表明,在40 Gb/s数据传输时,该3抽头FFE电路具有20 dB的均衡能力;在TT_27 ℃工艺角、1.0 V电源电压下,电路功耗为51.52 mW。     

一种用于电池供电的无线内视镜系统的片上集成的电源管理单元

介绍了一种应用于电池供电的无线内视镜系统的片上集成的电源管理单元. 该电源管理单元使用标准的0.18μm CMOS工艺与基带处理芯片集成在一起. 电源管理单元的集成减小了系统成本,方便了PCB的设计并缩小了系统的尺寸. 通过比较得到了优化的电源结构方案,并描述了该方案中子模块电路的具体实现. 整个电源管理单元只需5个片外小电容元件,其整体消耗的静态电流小于100μA. 此外,该方案还采用数字校准的方法以克服工艺偏差对电路性能的影响. 本文还描述了电路所达到的性能指标及相应的测试结果.