一种改进型电调谐电流差分跨导放大器的设计

设计了一种电流增益和跨导均可线性调节的电调谐电流差分跨导放大器(ECDTA)。电路改变了电流单位增益传输的固有模式,采用工作于弱反型区的MOS管跨导线性环,得到了可电调谐的电流增益;跨导放大级采用CMOS对管和浮地电源交叉耦合放大器,在传输特性的非线性误差不大于1%时,电路的差动输入电压范围可达±2.8 V。采用SMIC 60 nm CMOS工艺进行设计,在±0.9 V电源电压下仿真表明,电流传输增益可在0.105~8.98范围内线性调节,跨导值可在0.056 m S~0.204 m S范围内线性调节;电路总功耗仅为0.31 m W。     

基于OTA的多涡卷混沌电路的设计

提出了一种用跨导运算放大器（Operational Transconductance Amplifier,OTA）实现多涡卷混沌电路的方法。根据运放实现的蔡氏二极管分段线性特性,用OTA代替运放后拟合出了相同的蔡氏二极管非线性特性,实现了基于OTA的蔡氏电路;在此基础上通过扩展转折点电压,设计出了基于OTA的多涡卷混沌电路。 Pspice仿真验证了理论分析的正确性。文章提出的电路易于调节,理论上能实现任意涡卷混沌吸引子,电路适于高频应用。     

运算跨导放大器在电流模信号处理中的应用

根据运算跨导放大器（OTA）的特性,构造了它的基本应用电路及两种有源OTA－C滤波器的二阶单元电路,并对它们的传递函数进行了理论推导。这对于OTA在电流模信号处理中的应用是有意义的。     

基于CCTA的可级联的电流模式多功能滤波器

通过级联积分器单元的方式,设计了一种基于电流传输跨导放大器（CCTA）的可级联的电流模式多功能高阶滤波结构。通过选择合适的输入电流,该结构能够同时实现低通、带通、高通和带阻等功能,其品质因素[Q]和角频率[ω0]都可以通过调整CCTA的偏置电流（[IB]）来实现电调谐。此[n]阶滤波器仅仅包含[n]个CCTA和[n]个接地电容,具有最少的有源和无源器件数目,电路结构简单,非常适合制作全集成IC。最后采用PSPICE仿真验证了所设计电路的性能。     

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。     

一种恒跨导满幅CMOS运算放大器设计

针对满幅运算放大器输入级跨导不恒定和简单AB类输出级性能较差这两个问题,采用两路结构相同的最小电流选择电路来稳定输入级的总跨导;浮动电流源控制的无截止前馈AB类输出级减小了交越失真,实现了运放的满幅输出;该电路采用0.6μm的BiCMOS工艺设计;利用Hspice进行仿真验证,结果表明,在0～3V输入共模范围内,输入级跨导的变化小于3.03%,开环增益94.7dB,单位增益带宽为7.2MHz,相位裕量为65°.     

一种智能传感器射频前端的低功耗设计与实现

叙述了一种应用于智能传感器的低功耗射频前端电路,包括低噪声放大器和下混频器。智能传感器的无线通信一般基于Zigbee协议,Zigbee接收机一般采用低中频的架构以获得灵敏度和低功耗之间较好的折中。主要研究了从提高晶体管跨导效率和提高电流利用效率两个角度实现低功耗的方法,低噪声放大器采用交叉耦合输入的噪声抵消结构,增强了输入管的等效跨导,因而在较低功耗代价下获得了低噪声系数并实现50Ω阻抗匹配;下混频器采用基于电流放大器的无源混频结构,输入跨导级通过电流复用提高了电流利用效率而输出跨阻级引入跨导增强技术减少了中频电流的泄漏,这使得在同等功耗水平下可以获得更高的线性度,即节省了功耗。讨论了电路设计过程并在TSMC 0.13μm CMOS射频工艺下进行流片验证,在1.2 V电压下整个前端电路消耗5.4 mW功耗和0.12 mm2芯片面积,仿真结果表明低噪声放大器获得了2.1 dB的噪声系数和小于-30 dB的S11,混频器转换增益为27.7 dB;而芯片测试得到的前端噪声系数为5.4 dB,IIP3达到5.5 dBm,能够满足智能传感器无线通信的需要。     

基于单片MO-CDCTA的高集成低功耗高阶有源低通滤波器的设计

针对高阶滤波器体积大和功耗高的问题,提出了一种基于多输出电流差分级联跨导放大器的电流模式n阶低通滤波电路。该电路不含任何电阻,仅使用1个新的多输出电流差分级联跨导放大器和若干接地电容,能实现任意阶低通滤波器功能。使用CADENCE进行设计和调试,电路芯片面积仅0.04 mm~2,仿真功耗仅4.18 mW,最大3 dB截止频率500 MHz。三阶巴特沃斯低通滤波器仿真与瞬态响应实验证明了理论的正确性。     

基于OTA的8阶巴特沃斯滤波器

巴特沃斯低通滤波器在其通带内具有最平坦的幅度特性,因而得到了广泛应用。实现巴特沃斯滤波器通常使用电压型运算放大器与电阻、电容构成,元件值设定复杂,对电阻、电容的精度要求很高,且对巴特沃斯滤波器参数进行整定时很复杂。采用电流模式的OTA跨导运算放大器实现巴特沃斯滤波器,其电路结构简洁,元件间成比例关系,与元件值精度无关,这提高了滤波器的稳定性,同时滤波器参数易调。     

一种超低静态功耗LDO的设计

介绍了一种采用0.35μm CMOS工艺制作的LDO电路。电路采用工作在亚阈值区的跨导放大器使得电路工作在超低静态电流下,因此实现了超低静态功耗和高效率性能。整个电路所占面积约为0.8 mm2,在典型工作状态下电路总的静态电流约为500 n A,最大负载电流为150 m A。电路输入电压为3.3 V~5 V,输出电压为3 V。     

一种全差分的高速CMOS运算跨导放大器(OTA)的优化设计

全差分高速CMOS运算跨导放大器由一个折叠-级联输入级和一个共源输出增益级构成，并采用Cascode补偿技术．在对运算跨导放大器的性能做了详细的分析后，设计出一个采用单纯形优化算法的优化程序，它能够快速地设计出满足指标的运算跨导放大器．最后给出了一个设计实例．     

一种CMOS全差分两级OTA建立时间的优化设计

介绍了一种CMOS全差分两级OTA,第一级为折叠级联放大器,第二级为共源输出增益级,OTA技术采用了级联密勒电容补偿技术和开关电容共模反馈技术．在分析了OTA的零极点分布以及建立特性后,设计出一个MATLAB优化程序,找到最佳的阻尼因子和自然频率使OTA建立时间最小,并通过Cadence Spectre仿真表明,该OTA完全满足性能指标要求．     

Ka-band ultra low voltage miniature sub-harmonic resistive mixer with a new broadside coupled Marchand balun in 0.18-μm CMOS technology

A Ka-band sub-harmonically pumped resistive mixer(SHPRM) was designed and fabricated using the standard 0.18-μm complementary metal-oxide-semiconductor(CMOS) technology.An area-effective asymmetric broadside coupled spiral Marchand balance-to-unbalance(balun) with magnitude and phase imbalance compensation is used in the mixer to transform local oscillation(LO) signal from single to differential mode.The results showed that the SHPRM achieves the conversion gain of-15--12.5 dB at fixed fIF=0.5 GHz with 8 dBm LO input power for the radio frequency(RF) bandwidth of 28-35 GHz.The in-band LO-intermediate freqency(IF),RF-IF,and LO-RF isolations are better than 31,34,and 36 dB,respectively.Besides,the 2LO-IF and 2LO-RF isolations are better than 60 and 45 dB,respectively.The measured input referred P1dB and 3rd-order inter-modulation intercept point(IIP3) are 0.5 and 10.5 dBm,respectively.The measurement is performed under a gate bias voltage as low as 0.1 V and the whole chip only occupies an area of 0.33 mm2 including pads.     

一种新的高线性OTA及其应用

提出一种高线性的OTA,并且实现在连续时间滤波器中的应用。OTA电路采用交叉耦合单元和差分对的互补结构的输入级,弥补传统OTA线性度的不足,解释提高OTA线性度原理。成功的实现所设计的OTA应用于连续时间滤波器中。最后,采用HSPICE对电路进行仿真验证,并与传统的结构的OTA进行比较,结果表明该电路正确可行,线性度高。     

一种恒定跨导轨到轨CMOS运算放大器的设计

设计了一种工作电压为3.3V恒定跨导轨到轨CMOS运算放大器,针对轨到轨输入级中存在的跨导不恒定问题,提出利用电流开关解决这一问题的方法;输出级采用前馈AB类控制的rail-to-rail输出和级联密勒补偿,保证了该运放有大的动态输出范围和较强的驱动负载能力以及好的频率特性。     

Estimation of the risk for an unstable behaviour of feedback systems in the presence of nonlinear distortions

A criterion to verify experimentally the stability of a nonlinear system, captured in a feedback loop, is proposed. The basic idea is to split the output power in coherent (linearly related to the input) and noncoherent power (the remaining power). A nonlinear power gain, measuring the sensitivity of the noncoherent output power to input variations, is introduced. Using the small gain theorem, it is possible to check the local stability of the feedback for the actual class of excitation signals: the risk is estimated that the feedback system would become unstable for another realization of the experiment using extreme value statistics.     

Krein-space approach to robust filtering for uncertain systems with time-varying bias

In this paper, a novel Krein space approach to robust estimation for uncertain systems with accumulated bias is proposed. The bias is impacted by system uncertainties and exists in both state transition and observer matrices. Initial conditions and cross-correlated uncertainty inputs are described by the sum quadratic constraint （SQC）. Without modifying the SQC, the minimal state of the SQC is obtained through Krein space method. The inertia condition for a minimum of a deterministic quadratic form is derived when the coefficient of observer uncertainty input is non-unit matrix. Recursions of Krein space state filtering and bias filtering are developed respectively. Since the cross correlation between uncertainties is considered, a cross correlation gain is introduced into the posteriori estimator. Finally, a numerical example illustrates the performance of the proposed filter.     

火箭飞行测控数据野值处理及其无迹Kalman滤波

为了提高火箭飞行测量数据处理的精度,提出一种用于非线性系统的、抗野值的、基于无迹变换的Kalman滤波算法的改进方法——抗野值的无迹卡尔曼滤波算法（UKF）,对火箭飞行测控系统中的目标进行位置及运行轨迹估计。该算法以少量的采样点表示随机变量的分布,通过非线性系统传播,实时地对滤波增益进行调整,将检测数据中的野值剔除。将算法应用于航天测控系统跟踪运载火箭系统中,通过Monte Carlo仿真,说明改进的方法能有效地消除野值对测控系统检测数据处理的影响,提高了滤波精度。