音频子系统中的I2C接口电路设计

在对I2C总线数据传输协议进行分析的基础上,设计了一个兼容I2C协议的两线输入接口电路,其中时钟线是单向传输的,数据线是双向传输的,另外增加了防止芯片地址冲突的地址选择位并优化了地址比较器和主寄存器输出.仿真结果显示电路性能优良,在-40℃～85℃温度范围内都可以正常工作.该电路已在0.6μm N阱CMOS工艺线上流片成功,测试功能正常.     

一种CMOS张弛振荡器的设计与分析

针对在较宽的电源电压和温度变化范围内一般的振荡器频率误差较大的问题,研究并设计了一种广泛用于电荷泵(ChargePump)电路和DC/DC电压转换电路的高稳定性的CMOS型OTA-C张弛振荡器;该振荡器利用基准电流源产生的恒流源对电容进行充放电,同时利用高速度、低功耗的跨导运算放大器OTA作比较器比较阈值电压,再经整形滤波电路产生频率为1MHz方波信号;该电路采用0.6μm的CMOS工艺设计,利用Hspice进行仿真验证,结果表明,温度在-40℃~85℃,同时电源电压在2.6V~5.5V之间变化时,该张弛振荡器振荡频率随温度和电源电压的变化很小,总体误差在±2.5%以内,比较适合于产生低速时钟信号;此电路已成功集成到某型DC/DC电压转换芯片之中。     

一种新型数字温度测量电路的设计及实现

提出一种内嵌时钟功能的温度测量电路的设计方案。测温电路利用温度传感器监测外界温度的变化,通过振荡器将温度传感器的阻值变化转换为频率信号的变化,实现模拟信号到数字信号的转换,然后利用数字信号处理方法计算得出温度值,实现温度的测量。     

智能仪器仪表中数字温度实时时钟功能的设计

提出一种全部使用串行接口芯片实现的数字温度和实时时钟电路,采用单总线数字式温度传感器DS18B20进行温度测量,用串行实时时钟芯片DS1302获取实时时钟,温度和时间通过三线式串行接口液晶模块显示,微控制器采用STC12C2052单片机.电路具有接口简单、体积小、精度高和价格低等特点,可广泛用于智能仪器仪表中.     

无线传感器网络节点芯片的软／硬件协同低功耗设计技术

文章在深入研究了传感器节点芯片软硬件体系架构后,分析了 CMOS 工艺下集成电路的功耗来源和设计传感器节点芯片的功耗要求,研究了三种降低功耗的硬件电路设汁方法,并推导了相应的公式:电源调节模块改进了传统的LDO 电路结构,实现了双环路动态补偿方法,对芯片内部电路进行多等级电源供电;把芯片电路划分为四个工作状态,在不同的工作状态,各电路模块按照不同的活动级别被激活或者被关断耗;对影响功耗很大的时钟网络进行优化,采用多级时钟网络并根据不同电路模块选择不同的时钟频率.这些研究,将对后续的传感器节点芯片设计工作,具有重要的意义.     

基于DSP芯片的多轴运动控制系统的开发

本文主要介绍了基于PCI总线的以多单片机和DSP为控制芯片的多轴运动控制系统的设计,主要包括其硬件方面的设计.详细的介绍了运动控制卡和接口卡的各个模块功能电路,包括DSP与PCI的通信电路,以及DSP的辅助电路包括JTAG测试接口电路、供电电路、时钟电路,存储器扩展电路等.     

内置RTC作为电能表计时钟的应用

为降低电能表的成本,提高时钟的精确度,设计了一个基于ST微控制器的RTC时钟控制器.该时钟控制器采用内置RTC的原理,通过温度补偿晶体的频偏和校准秒脉冲的输出等方式得到精准的时钟.试验数据表明,通过温度补偿晶体的频偏和秒脉冲输出校准方法相结合,使RTC时钟在(-40℃,85℃)温度范围内的误差小于0.5 s/d.该RTC时钟控制器目前已应用于国网二代三相多功能电能表.     

65nm工艺下单粒子加固锁存器设计

随着工艺尺寸的缩减,单粒子引发的软错误成为威胁电路可靠性的重要原因.基于SMIC 65 nm CMOS工艺,提出一种单粒子加固锁存器设计.首先针对单粒子翻转,使用具有状态保持功能的C单元,并且级联成两级;然后针对单粒子瞬态,将延迟单元嵌入在锁存器内部并与级联C单元构成时间冗余;最后选择基于施密特触发器的电路作为延迟单元.实验结果表明,相比已有的加固设计,该锁存器不存在共模故障敏感节点,还能容忍时钟电路中的单粒子瞬态;版图面积、功耗和时钟电路功耗分别平均下降30.58%,44.53%和26.51%;且该锁存器的功耗对工艺、供电电压和温度的波动不敏感.     

一种基于寄存器翻转时刻随机化的抗DPA攻击技术

在密码算法电路中寄存器翻转时刻随机化对芯片抗DPA(differential power analysis)攻击能力有很大影响,因此提出了一种基于寄存器翻转时刻随机化的抗DPA攻击技术,其核心是利用不同频率时钟相位差的变化实现电路中关键寄存器翻转时刻的随机变化.针对跨时钟域的数据和控制信号,提出了需要满足的时序约束条件的计算方法,同时还分析了不同时钟频率对寄存器翻转时刻随机化程度的影响.以AES密码算法协处理器为例,实现了所提出的寄存器翻转时刻随机化技术,通过实验模拟的方法验证了理论分析的正确性.实验结果显示,在合理选择电路工作时钟频率的情况下,所提出的技术能够有效提高密码算法电路的抗DPA攻击性能.     

一种用于高速PLL的CMOS电荷泵电路的设计

通过对电荷泵电路中存在的电荷注入、时钟馈通、电荷共享等现象的分析,设计了一个新型的高速电荷泵锁相环.电荷泵的设计是根据Mentor Graphics的eldo平台仿真CMOS0.35um技术.工艺,.仿真采用3.3V电源电压供电,功耗为0.47mW.仿真结果表明,该电荷泵电路可以很好地满足高速锁相环电路的要求.     

一种适用于锂电池的电流监测电路设计

提出了一种适用于锂电池的电流监测电路,通过在锂电池供电环路引入灵敏电阻对电流进行采样,并使用时钟控制开关电容运算放大器和高速比较器,实现从模拟信号到数字信号的转换。在处理器中进行精确电流量的运算,能对过流、短路电流进行保护,也能用于精确计算电池阻抗、电量等相关参数。电路基于0.18μm CMOS工艺,电源电压为2.5 V。对所设计电路进行了仿真验证。结果表明,该电路在-40℃~+125℃应用环境温度范围内能够实现对电流的采样和编码功能,并且能对充放电动作进行判断。     

一款应用于LED驱动的过温保护电路

设计了一款电压随温度自适应变化,从而使驱动电流随温度自适应变化的过温保护电路。应用于LED驱动电路,具有滞回关断的特点,在恒流输出中增加温度自适应模块,设计简单而且比较稳定。基于0.5μm CMOS工艺,使用Cadence Spectre对电路进行仿真。仿真结果表明,基准电压精度高,温漂低,温度系数为1.6×10~(-5)/℃;LED电路在0~65℃,恒定输出350 mA,输出变化范围小于0.285%;在65~108℃范围内变化时,电流输出自适应范围为85 mA;在温度达到110℃时,关断信号为高电平,电路关断输出,直到温度下降到60℃时,电路重新开启。     

利用Keil Cx51实现T0的精确定时

利用89C51设计一个简易日历时钟系统,时钟系统硬件主要由单片机控制的计时电路、复位等辅助电路、按键电路、数码管显示电路、电源系统等组成。日历时钟可以显示年、月、时、分、秒;可以设置年、月、时、分。其中计时控制电路由AT89C51单片机控制;按键电路包含时间设置;时间显示屏电路由7个数码管组成;电源系统由小功率整流滤波稳压电路组成,输出直流电压5V,向主电路及显示电路供电。系统框图如图l所示。     

基于BiCMOS工艺可修调的高精度低温度系数带隙基准源设计

设计了一种利用电阻比值校正一阶温度系数带隙基准电路的非线性温度特性来实现低温度系数的高精度低温度系数带隙基准源;同时设置了修调电路提高基准电压的输出精度.该带隙基准源采用0.8μm BiCMOS(Bipolar-CMOS)工艺进行流片,带隙基准电路所占面积大小为0.04 mm2.测试结果表明:在5 V电源电压下,在温度-40℃～125℃范围内,基准电压的温度系数为1.2×10-5/℃,基准电流的温度系数为3.77×10-4/℃;电源电压在4.0 V～7.0 V之间变化时,基准电压的变化量为0.4 mV,电源调整率为0.13 mV/V;基准电流的变化量为变化量约为0.02μA,电源调整率为6.7 nA/V.     

应用于无源RFID标签的CMOS温度传感器

针对无源RFID标签功耗受限、芯片面积小的特点,采用SMIC 0.18 μm RF CMOS工艺设计了一种温度传感器.利用MOS管沟道电流的温度特性,设计了两种带有偏置电流源的延迟单元,通过其相互补偿产生脉冲与温度相关以提取温度信息.设计了后续电路将提取的温度信息转换成数字信号供RFID标签数字控制模块使用.仿真结果表明,当温度范围为-20～80 ℃时,温度传感器精度为0.8 ℃;标签芯片供电电压为1.8 V时,传感器芯片总的工作电流为440 nA,标签芯片模拟前端电路总工作电流为5 μA.     

基于STC单片机的便携式快速血糖仪的设计与实现

介绍一种基于电流型生物传感器——葡萄糖氧化酶电极和STC单片机STC12C5410AD的微功耗便携式快速血糖测试仪。详细说明了血糖检测仪的工作原理、各模块的硬件电路及主程序工作流程,并给出了温度测量与实时时钟电路。仪器测试范围为1.1~33.3mmol/L;变异系数CV不大于3%;测试时间小于5 s;历史记录存储量180组;测试温度范围为10~45℃,具有自动温度补偿校正功能。     

面包板数字定时提醒器

<正>一、电路原理面包板数字定时提醒器由时钟电路、倒计时电路、时间调整电路、节电电路和提醒驱动电路5部分组成。其电路由3节5号电池供电。开机后,数     

一种基于FPGA的时钟跟踪环路的设计与实现

提出了一种基于FPGA的时钟跟踪环路的设计方案,该方案简化了时钟跟踪环路的结构,降低了时钟调整电路的复杂度。实际电路测试结果表明,该方案能够使接收机时钟快速准确地跟踪发射机时钟的变化,且时钟抖动小、稳准度高、工作稳定可靠。     

集成于无源UHF RFID标签的超低功耗CMOS温度传感器

本文提出了一种集成于无源UHF RFID标签的超低功耗CMOS温度传感器。考虑到功耗是影响标签使用的第一要素,本文结构复用标签内部电路产生的电流作为温度转换模块的偏置电流,同时采用标签内部振荡器产生的信号作为传感器计数器的时钟信号。本文设计采用SMIC 0.18 μm 2P4M CMOS,仿真结果表明：电源电压为1.5V时,室温时新增的温度传感器模块功耗仅为100nw;当温度在-20℃~80℃变化时,温度传感器分辨率为0.4℃/LSB。     

传感器信号采集电路启动时标度因数补偿研究

针对传感器信号采集电路启动阶段温度变化剧烈,温度场分布不均,从温度传感器获得的温度不准确的问题,研究了用电路启动阶段的校准标度因数代替温度,进而对电路标度因数进行温度补偿的方法.电路启动阶段的校准标度因数从校准电压得到,该标度因数紧随各器件温度的变化.同时电路标度因数与温度呈对应关系,可以得到启动阶段校准标度因数与电路标度因数的关系式.根据上述关系式和启动阶段的校准标度因数补偿电路标度因数.实验结果表明:用启动阶段的校准标度因数补偿后,电路标度因数在30℃内的重复性得到显著改善,这为传感器信号采集电路在多变温度环境下的快速启动提供了一种方法.