基于虚拟仪器的图像传感器辐射成像系统设计

针对0.5μm标准CMOS工艺设计了X射线直接成像用240位有源像素图像传感器(APS)阵列。搭建了移动采集平台,完成了时序信号匹配,采用NI PCI 6115DAQ多功能数据采集卡对80kV 250μA X射线辐射下的移动目标进行数据采集,一帧图像采集数据量为240×400。选取LabVIEW8.6作为软件平台,完成了对数据的存储,实现了电压信号到灰度信号的转化,并通过vision函数组实现灰度信号成像。     

基于电流镜的电化学CMOS恒电位仪的设计

设计了一种基于电流镜的三电极电化学传感器CMOS恒电位仪电路,由控制运放、电流镜和单端输出的跨导放大器构成.与传统的恒电位仪相比,该电路结构简单,减少了读出电路的功耗和版图面积,具有较宽的动态范围.在CSMC 0.5μm 2PTM CMOS工艺下,用Spectre仿真器对电路进行了模拟,仿真结果表明:传感电流范围为20...     

红外焦平面器件开窗寻址电路的设计

基于可综合风格的Verilog HDL技术,采取控制单元与数据通道分离的设计结构,对320×256红外焦平面阵列的开窗寻址电路进行RTL级建模,设计了具有对红外焦平面阵列任意开窗寻址功能和读出顺序可上下左右翻转功能的寻址电路。并在Cadence NC Verilog环境下进行编译与仿真,仿真结果表明整个设计能够实现预期寻址功能,满足IRFPA读出多样化的需求。     

电子电路 CAD 技术双语教学存在问题及对策探讨

电子电路CAD技术是电子类及其相关专业本科生通往工程实践的一门重要课程。本文探讨了在电子电路CAD技术课程中开展双语教学所面临的外部环境、教学内容、考核方法等方面的问题,提出了相应对策与建议,倡导以实例教学法为主导,采用多媒体教学手段,并建议引入游戏教学法,培养学生的创新思维和创新能力。     

CTIA读出方式的微测辐射热计

在微测辐射热计热敏元的热平衡模型基础上,分析了CTIA读出方式的微测辐射热计在不同背景和衬底温度下的输出响应率,仿真了探测器面阵在偏移-增益两点校正法校正后的输出。为衡量不同衬底温度下校正后残余非均匀性噪声的大小,考虑到响应率随背景温度和衬底温度变化的因素,提出了非均匀性噪声等效功率(NNEP)指标。研究结果表明,在采用20μs积分时间和5pF积分电容时,探测元响应率可以达到106V/W到107V/W;衬底温度的变化在约0.01K以内时,采用两点校正法可以对该读出方式的微测辐射热计输出进行良好的校正。     

CMOS APS用移位寄存器抗SEU加固方法

电离辐射环境中使用的CMOS 有源像素图像传感器(APS)的基于反相器的准静态移位寄存器容易发生单粒子翻转(SEU),而致使CMOS APS不能正常工作。本文对基于反相器的准静态移位寄存器中的单粒子翻转效应进行了分析,其对单粒子瞬态(SET)最敏感的节点存在于反相器的输入端,反相器的输入阈值电压和输入节点电容决定了其抗SEU的能力。提出了用施密特触发器代替反相器的加固方案,因施密特触发器的电压传输特性存在一滞回区间,所以有更高的翻转阈值,从而可获得更好的抗SEU能力。仿真结果表明,采用施密特触发器的移位寄存器结构较原电路结构的抗SEU能力提高了约10倍。     

微测辐射热计的非均匀性校正新方法

针对微测辐射热计的非均匀性校正对衬底温度要求较高的问题,从探测器的线性模型出发,提出了一种新型非均匀性校正方法。方法首先令阵列中不同探测单元的光响应率比和衬底温度响应率比分别相等,达到补偿衬底温度变化的目的;随后再执行传统的两点非均匀性校正。用数模转换器将存储在EPROM内的偏置电压输出到MOS管的栅极上,实现对偏置电流的控制,调节探测元及补偿元的响应率。仿真结果表明,该校正方法可以在变化范围约为4K的均匀衬底温度内达到良好校正效果。     

宽电源电压范围的人工视网膜电路

针对人工视网膜电路无线能源供应和视网膜电刺激信号的特殊要求,分析了现有几种视网膜电路存在的不足,提出了一种结构新颖的人工视网膜电路.新电路引入了电流源,极大降低了电源电压的波动对电路性能的影响.用标准的0.6μm CMOS工艺对新电路进行了模拟,结果表明,新电路在较宽的电源电压范围内都能保持相当好的动态特性,因此更适合用于视网膜下植入.     

多电源域高速IO的片上模块化ESD防护器件

提出一种新颖的片上静电泄放(ESD)防护器件,该器件由N阱/P阱二极管、基于high-K金属栅CMOS工艺形成的二极管、寄生的晶闸管(SCR)和内嵌的电源钳位电路等几部分构成,具有多条ESD通路,能实现对单个IO管脚的PS-Mode、NS-Mode、PD-Mode、ND-Mode及DSMode共5种ESD应力模式的保护。本文分析了high-K工艺下各种SCR模块的结构和工作机制,通过合理配置这些SCR,该器件的一些关键ESD参数如触发电压、保持电压等能根据具体需要而调整,以满足片上系统(SoC)的多电源域的应用情况,利用传输线脉冲(TLP)、快速TLP和C-V等方式全方位验证了该器件的性能。结果表明,紧凑的结构、较少的互连线、较低的寄生电容、快速的响应能力使设计的器件适合高速IO接口电路的ESD防护。     

320×240热释电IRFPA联调成像系统

对于研制中的混合式红外焦平面阵列(IRFPA)器件,有必要通过联调实验对其进行初步的成像性能评价.基于虚拟仪器技术构建的热释电IRFPA联调成像系统,由红外镜头、斩波器、读出电路驱动信号源、数据采集卡及其接线盒和在LabVIEW平台下开发的成像系统软件等组成.系统充分利用虚拟仪器以软件为核心、模块化开发的特点,对成像信号的采集、图像处理等程序进行了更新和改进.在新研制的320x240热释电IRFPA联调实验中,获得了清楚、稳定的红外热像,为器件进一步的研制和改进奠定了良好基础.