仪表放大器电路设计

仪表放大器电路以其高输入阻抗、高共模抑制比,低漂移等特点在传感器输出的小信号放大领域得到了广泛的应用.在阐述仪表放大器电路结构、原理的基础上,基于不同电子元器件设计了四种仪表放大器电路实现方案.通过仿真与实际电路性能指标的测试、分析、比较,总结出各种电路方案的特点,为电路设计初学者提供一定的参考借鉴.     

一种采用低阈值技术实现的高速采样保持电路

提出了一种采用低阈值技术实现的高速采样保持电路.采样保持电路采用电容翻转式架构,利用栅压自举开关技术提高了采样开关的线性度,通过下极板采样技术减小了电荷注入效应.提出的放大器与传统的套筒式共源共栅极放大器在电路结构上相同.不同点在于,该放大器采用了低阈值设计技术.优势在于,在特定工艺下通过低阈值器件补偿可实现高增益带宽...     

一种新颖的自偏置有源负载放大器

利用自偏置电流源闭环反馈改变开环电阻的特性,设计了一种自偏置有源负载运算放大器,实现了低功耗、高开环增益、低输入失调的性能;并将此运算放大器应用于带隙电压源中.电路在德国XFAB公司XB06工艺上流片实现.芯片实测结果验证了设计的正确性和新颖性.     

具有新型保护电路的磁共振接收线圈研制

低输入阻抗前置放大器在磁共振成像接收线圈中的广泛使用,使得对前置放大器的保护成为接收线圈设计的重点。文中设计制作了带有新型保护电路的磁共振接收线圈,使用失谐信号作为触发信号控制前置放大器电源的开断,并在线圈谐振回路和前置放大器之间产生高阻状态以保护前置放大器输入端。测试结果表明,各部分电路可稳定工作。该电路可用于多通道接收线圈并对于磁共振线圈的设计有启发意义。     

LC谐振放大器的设计

介绍了基于采用分立元件设计的LC谐振放大器的设计方案与实现电路,可用于通信接收机的前端电路,主要由衰减器、谐振放大器、AGC电路以及电源电路四部分组成.通过合理分配各级增益和多种措施提高抗干扰性,抑制噪声,具有中心频率容易调整、稳定性高的特点.电路经实际电路测试表明具有低功耗、高增益和较好的选择性.     

基于InGaP/GaAs HBT工艺超宽带高线性度单片放大器

为解决传统达林顿结构的单片射频放大器线性度低和高低温下静态电流变化大的问题,设计了动态偏置电路和有源偏置电路来提高放大器的线性度和稳定静态电流.同时,为了扩展放大器的带宽和提高增益平坦度,设计了负反馈电路结构.基于2μm磷化镓铟/砷化镓异质结双极型晶体管(InGaP/GaAs HBT)工艺和达林顿结构,设计了单片微波放...     

一种高增益带宽CMOS全差分运算放大器的设计

介绍了一种采用折叠式共源共栅结构的高增益带宽全差分运算放大器的设计和实现,详细讨论了折叠式共源共栅放大器的电路结构、共源共栅偏置电路,以及开关电容共模反馈电路(SCCMFB).电路的设计基于CSMC 0.5μm DPTM 5V混合信号工艺.仿真结果表明,该电路在5V电源电压下具有64 dB直流开环增益、155 MHz单位增益带宽.通过在一款ADC电路中流片验证,该放大器达到设计指标要求.     

一种离子选择电极前置放大器的设计

采用离子选择电极法测量溶液中某种离子的离子浓度时,离子选择电极与参比电极间产生一个电势差。基于电势差信号的低频率、低幅值和输入高阻抗的特点,设计了一种用于离子选择电极信号采集的前置放大器。该放大器主要由传感器电极、低通滤波电路、超高输入阻抗放大电路、差分式放大电路和50Hz陷波电路等组成。该前置放大器提供了高达10^12Ω 的输入阻抗,并且很好的降低了共模信号的干扰以及工频干扰,可以较好的采集到离子选择电极的微弱信号。     

红外焦平面阵列读出电路非线性的研究

在红外焦平面阵列读出电路中,非均匀性是限制其发展的主要瓶颈之一.优化读出电路的非线性可以改善焦平面阵列的非均匀性,提高红外系统的成像质量.文章主要对电容跨阻抗放大器(CTIA)型读出电路的非线性进行研究,包括该结构的积分放大器、复位管以及采样保持电路的非线性,并在理论分析的基础上提出了优化单元电路非线性的方法,设计了一个高线性的CTIA型单元电路.具体电路采用0.5μm DPTM CMOS工艺设计,仿真结果表明该单元电路功耗低,动态范围大,线性度高达99.87%.     

基于APD的光电探测器电路研究与设计

提出将APD与前置放大器电路配合使用的最佳方法.利用光电转换信噪比数学模型,确定选择与APD匹配的电路器件,给出了前置放大器采用低噪声的分体器件与集成运算放大器相组合的设计方法.通过对前置放大器重要参数信噪比进行测量和分析.结果表明,该探测器电路信噪比优于直接与集成运算放大器匹配的探测器电路,且可靠性高,宜扩展,具有广泛的应用前景.     

一种高性能CMOS带隙电压基准源设计

采用一级温度补偿和电阻二次分压技术设计了一种高性能CMOS带隙电压基准源电路,其输出电压为0.20～1.25V,温度系数为2.5×10-5/K.该带隙电压基准源电路中的深度负反馈运算放大器为低失调、高增益的折叠型共源共栅运算放大器.采用Hspice进行了运算放大器和带隙电压基准源的电路仿真,用TSMC 0.35μm CMOS工艺实现的带隙基准源的版图面积为645μm×196μm.     

基于gm/Id方法的跨阻放大器设计

针对短沟道晶体管数学模型高复杂度问题,文章提出了一种适用于刻画短沟道晶体管模型的gm/Id方法.该方法主要通过建立电路指标与晶体管尺寸的关系来优化电路性能.采用gm/Id方法设计了一种低功耗、低噪声和宽带宽的2.5 Gbit/s跨阻放大器,并进行了版图后仿真,仿真结果表明,当光电二极管电容为250 fF、跨阻放大器的低...     

基于AD7792的pH在线监测传感器采集电路设计

温度是影响pH值在线测量精度和长期稳定性的重要因素之一,因此在采集电路中设计温漂低、稳定性高的前级处理电路和高精度的A/D采集电路至关重要。文中采用ADI公司最新生产的低偏置电流、低失调漂移放大器ADA4505和高精度ADC芯片AD7792,设计的pH值测量电路,分辨率高、稳定性好、结构简单、功耗低,实验结果表明,该方案能在10~60 ℃范围内保持较高的测量精度。     

一种低噪声高增益零中频放大器的设计与实现

文中介绍了一种低噪声的零中频放大器的设计与实现,通过选用合适的集成运算放大器芯片,完成低噪声、高增益并具备滤波效果的零中频放大器的设计.阐述了运放芯片的选择依据,电路的工作原理并使用Cadence制板软件完成了电路板的设计.实际测试结果表明,该电路工作稳定,噪声、增益、滤波特性等效果均很好.     

一种新型过流保护电路的设计研究

本文提出的过流保护电路利用运算放大器虚短虚断的原理大大提高了对输出电流的采样精度,从而提高了电路的可靠性;并通过增加的折回电路,有效降低了LDO(Low Drop-Out)系统的过流关断功耗.本电路基于TSMC 0.6 μm CMOS工艺设计,进行了应用于LDO的Spectra仿真,结果表明该过流保护电路可靠性高、过流关断功耗低.     

一种高性能CMOS带隙电压基准源设计

采用一级温度补偿和电阻二次分压技术设计了一种高性能 CMOS带隙电压基准源电路 ,其输出电压为 0 .2 0～ 1.2 5 V,温度系数为 2 .5× 10 - 5/ K.该带隙电压基准源电路中的深度负反馈运算放大器为低失调、高增益的折叠型共源共栅运算放大器 .采用 Hspice进行了运算放大器和带隙电压基准源的电路仿真 ,用 TSMC0 .35 μm CMOS工艺实现的带隙基准源的版图面积为 6 4 5 μm× 196 μm.     

一种基于LDO线性稳压器的放大器设计

设计了一种地电流约为0.6μA的基于低压差线形稳压器的放大器电路.此放大器的突出优点是与foldback限流保护电路融合在一起,使得芯片不需要专门的限流模块,大大减少了电流支路,实现超低功耗.     

基于高摆率误差放大器的无片外电容LDO设计

为了解决无片外电容低压差线性稳压器(LDO)的瞬态响应性能较差的问题,采用跨导提高技术设计了一种高摆率的误差放大器.在误差放大器的基础上,通过电容将LDO的输出端耦合至电流镜构建瞬态增强电路,提升LDO的瞬态响应能力,且瞬态增强电路可以引入两个左半平面零点,改善环路的稳定性.同时,误差放大器采用动态偏置结构,进一步减小...     

高效率音频功率放大器的设计

本文主要介绍的是通过普通电子元件设计出高效率音频功率发大器的方法.它不仅能够减少电路的成本,同时还能够将放大器的效率给提高.该设计中的PWM电路是由基本的运算放大器所构成,从而形成了能满足高效率,低失真要求的D类功率放大器.     

一种采用低阈值技术实现的高速模数转换器

在0.35 μm标准CMOS工艺下实现了一款采用低阈值技术的高速流水线模数转换器。该转换器包括采样保持电路、流水线ADC核、时钟电路和基准电路。相比于传统电路,该模数转换器中采样保持电路的放大器采用了低阈值设计技术。其优势在于,在特定工艺下,通过低阈值器件补偿放大器可实现高增益带宽,提高了模数转换器的速度。同时,设计了一种全新的保护电路,可有效保证电路的正常工作。采用一种独特的偏置电路设计技术,不仅能够优化跨导放大器的增益和带宽,还可以调节MOS器件工作状态。转换器采用4 bit+8×1.5 bit+3 bit的十级流水线架构,实现了14位精度的模数转换功能。在5 V电源100 MHz时钟下,仿真结果表明,SINAD为74.76 dB,SFDR为87.63 dBc,面积为5 mm×5 mm。