一种12bit连续时间Sigma-Delta ADC设计

文中提出一种连续时间sigma-delta模数转换器(ADC)。在sigma-delta调制器的设计中采用低功耗的三阶单环结构,并通过采用NRZ反馈脉冲响应及单bit量化器结构来降低非理想因素对电路的影响。仿真结果表明在25 MHz的采样频率下,可实现200 kHz的信号带宽以及70 dB的信噪比。其采用标准的0.35μmCMOS工艺,在3.3 V的电源电压下功耗仅为7 mW.     

一种低压高精度的CMOS带隙基准电压源

采用0.5μm CMOS工艺设计了一种高精度低压基准电压源.提出了一种结构比较新颖的基准电压源电路,该基准电压源电路具有较低的温度系数、较大的温度范围和较高的电源抑制比.此外,还增加了提高电源抑制比电路、启动电路,以保证电路工作点正常、性能优良,并使电路的静态功耗较小.Spice仿真结果表明低频时电源抑制比可达70dB;在-40～120℃范围内,输出变化仅为0.004V,温度系数可达25×10-6V/℃;静态功耗小,在电源电压Vdd=3.3V时,总功耗约为0.025mW.     

新型压电作动器驱动的直线电机驱动电源研究

基于压电作动器的大容性负载特性,通过电路匹配分析提出了基于直流升压变换器和谐振驱动控制电路;根据压电作动器驱动偏压要求,设计偏压电路使输出电压在-20~100 V之间;采用微处理器和D触发器设计驱动信号产生电路;将设计的驱动电源用于双作动器驱动的压电直线电机,电机运转平稳,电路功耗小,通过匹配不同的电感实现了宽频范围驱动.     

水声信号的窄带滤波研究

研究一种用于有色噪声背景下接收水声信号的窄带滤波方法.它用白化滤波器实现有色噪声的匹配滤波.该滤波电路具有优良的选频能力,抗干扰性强,功耗极低,较好地解决了水下信息传输中存在的通道之间频率间隔小、信号微弱、易受噪声干扰、用电池供电而要求工作时间长等问题.采用这种窄带滤波方法的水声接收机具有结构简单、性能稳定、对弱信号检测能力强等优点,增大了定位声纳的作用距离.     

高精度低功耗多位量化∑-A调制器的设计

为了解决目前音频应用模数转换器(ADC)功耗过大的问题,提出了模数转换器低功耗设计的目标.在系统设计方面,合理选择过采样率、调制器阶数、量化位数,保证了在满足性能要求的情况下优化信号最大输入幅度和功耗;在考虑各种非理想因素的影响时,结合Simulink进行了详细的验证,获得了功耗优化的模块指标:在电路设计上部分模块采用了新结构,简化了电路模块构成,相应地减小了功耗.通过SOICE仿真得到调制器的功耗降低至200μW左右,证明了此设计达到了低功耗的优化目的.     

高精度低功耗多位量化∑-Δ调制器的设计

为了解决目前音频应用模数转换器(ADC)功耗过大的问题,提出了模数转换器低功耗设计的目标。在系统设计方面,合理选择过采样率、调制器阶数、量化位数,保证了在满足性能要求的情况下优化信号最大输入幅度和功耗;在考虑各种非理想因素的影响时,结合Simulink进行了详细的验证,获得了功耗优化的模块指标;在电路设计上部分模块采用了新结构,简化了电路模块构成,相应地减小了功耗。通过SPICE仿真得到调制器的功耗降低至200μW左右,证明了此设计达到了低功耗的优化目的。     

一种高性能BiCMOS带隙基准电压源设计

文章在对带隙基准基本原理与电路结构分析基础上,介绍了一种高精度、低功耗、高电源抑制比的BiCMOS带隙基准电压源电路。该电路的实现是基于0．6μm、5V的BiCMOS工艺。仿真结果表明,该基准电路稳定工作电源电压范围为1．9V～6．4V,在低频下的电源抑制比可达到-88dB,温度变化范围从-25℃至150℃时,温度系数为9．73×10^-6,输出电压误差为1．72mV。     

高精度低功耗多位量化∑-△调制器的设计

为了解决目前音频应用模数转换器（ADC）功耗过大的问题，提出了模数转换器低功耗设计的目标。在系统设计方面，合理选择过采样率、调制器阶数、量化位数，保证了在满足性能要求的情况下优化信号最大输入幅度和功耗；在考虑各种非理想因素的影响时，结合Simulink进行了详细的验证，获得了功耗优化的模块指标；在电路设计上部分模块采用了新结构，简化了电路模块构成，相应地减小了功耗。通过SPICE仿真得到调制器的功耗降低至200μW左右，证明了此设计达到了低功耗的优化目的。     

射频供能的CMOS视网膜修复微芯片

提出了一种用于视网膜修复的电路,它由射频能量处理单元和光控振荡阵列构成.能量处理单元将谐振感应的射频能量信号处理成光控振荡阵列所需的1.8 V、3 mA直流电源,电压敏感系数为6 mV/V.光控振荡阵列是整个电路的核心.该阵列每个像元都是一个独立的振荡单元,其输出信号的频率与入射光强度成比例,且在电路的动态范围内,输出信号脉宽始终保持恒定.在标准0.6 μm CMOS工艺下完成了电路的设计和流片.测试结果表明,本文提出的视网膜修复电路具有动态范围大(约72 dB)、功耗小(1.6～3.3 μW/pixel)和像元面积小(约2 500 μm2)等优点,适合用于视网膜修复.     

SubLVDS驱动电路的设计

SubLVDS是一种超低压摆幅的差分信号技术,与传统的低摆幅差与信号技术相比,它具有更高的比特率、更低的功耗、更好的噪声性能和更稳定的可靠性.分析了SubLVDS的技术原理和优势,并给出了SubLVDS高速驱动电路的设计,其中采用MOS电容组成的高速降幅电路,利用负反馈和米勒补偿稳定共模点,采用SMIC 0.18 μm工艺,1.8 V的供电,最后实现摆幅为150 mV的、速度为1 Gbps、PSRR大于60 db的驱动电路.     

具有邻域子空间电路模块的低功耗测试设计

本论文提出了具有邻域子空间电路模块的基于累加器测试的低功耗测试方法.该方法将测试矢量进行伪格雷码编码以降低电路的开关活动率,从而减少测试功耗.FPGA实现的由3~2计数器构成的8位行波进位加法器的实验表明,该方法降低了约17%的测试动态功耗.接着研究了该低功耗测试的硬件实现.通过复用电路中的加法器,巧妙、成功地避免了额外逻辑异或功能模块的引入.该设计将测试的额外硬件开销降至最低且不需要电路结构的调整.该低功耗测试方法能测试出邻域子空间对应电路基本组建模块内的任意固定性组合失效,且不会降低原电路的性能.     

具有SLA结构的12位并行计数器架构的设计

针对高速电路中的高工作频率,低功耗且避免产生毛刺的需求,设计了的具有SLA结构的12位高速并行计数器。SLA结构使得工作频率相比于传统计数器更高,且避免产生毛刺。触发器是使用13个晶体管来实现的TSPC型D触发器,它所含晶体管数目少且速度快。该设计使用80 nm CMOS工艺,Cadence Virtuoso和HSPICE实现。结果表明:设计的计数器最差情况下工作频率为1.03 GHz,平均功耗为169.13μW。     

一种基于Rake结构的GNSS多径信号捕获方法

为了提高多径环境下的GNSS接收机性能,在GNSS接收机设计中引入Rake结构,提出一种基于Rake结构的多径信号捕获方法。首先对GNSS系统中的多径信号特性及其对接收机性能的影响进行了分析。然后,在此基础上阐述基于Rake结构的GNSS多径信号捕获方法原理,并给出该方法的具体实现过程。最后,通过仿真实验证明了该方法对GNSS信号中的多径成分具有有效的捕获能力,将该方法用于GNSS接收机后可以显著提高接收机的定位精度。     

基于电源优化的SoC低功耗技术

通过电源管理,降低系统功耗是SoC实现低功耗设计的主要技术手段.本文提出了一种面向SoC的电源动态优化方案,构造了实现该方案的硬IP结构.系统通过控制该模块内部的电源管理控制逻辑来控制DC/DC转换控制器的电压输出,达到为系统任务提供不同供电电压的目的.完成了其硬IP核的设计,通过ISCAS85和ISCAS89基准电路验证实现了预期目标.     

基于线阵CCD的模拟前端设计

针对线阵CCD模拟前端电路复杂、成本较高等问题,设计了一种结构简单、价格低廉的模拟前端模块。该模块使用施密特触发反相器作为CCD时序信号的驱动器,可增强输入信号的驱动能力;电压跟随器作为CCD电荷信号的数据缓冲器,使比较完整的电荷信号送入ADC进行采样,保证了图像信息的完整性;同时,电压跟随器还能在CCD电路与ADC采样电路之间搭建有效的阻抗匹配。实验结果表明,使用该模拟前端模块的线阵CCD图像扫描系统可以采集2 292.7 DPI质量的图像,而且架构简单,稳定可靠,具有一定的实用价值。     

高灵敏度的CMOS霍尔磁场传感器芯片设计

以霍尔电压及失调电压的状态为出发点,提出了一种更简单的霍尔信号再生电路设计方案.即采用由传输门、保持电容和电压跟随器构成的采样保持电路实现对混叠信号(包括霍尔信号和失调电压)180°移相,再经相减电路去除失调电压.后仿真结果表明该芯片工作在2.5～3.3 V电压下,能对0.1 mV的霍尔信号进行1 500倍放大并输出CMOS数字信号,可允许的最大失调电压为4 mV.     

高精度电压气象信号产生电路设计

针对电压型气象传感器（湿度传感器HMP45D、辐射传感器TBQ-2B和气压传感器PTB220）输出信号的特点,以低功耗处理器、新型DAC、低失调电压的信号调理电路为核心,设计了一种可程控的高精度电压气象信号产生电路,模拟传感器的输出信号,为自动站采集器的故障判断和检定提供标准的气象信号源。设计上分别采用总线隔离技术、电源隔离技术和软件补偿等措施,提高了模拟信号的精度。测试表明：该电路工作稳定,输出电压精度高,误差小于10μV。     

基于AT89S52和MAX038的程控信号发生器的设计

设计了基于单片机AT89S52和MAX038的信号发生器,用于产生频率和幅度均可程控调节的正弦波、方波和三角波信号.MAX038函数发生器配以少量外围器件负责产生波形,波形再经过LM6361宽频电压放大和一级功率放大电路输出.主控器AT89S52负责波形种类选择、频率调节、输出幅度调节、液晶显示、键盘操作等各个模块的工作.     

核电站辐射监测系统BDCDE2DI型信号IO模块研发

秦山核电一厂的辐射监测系统中所使用的M-2024就地处理箱外接模拟量输入信号标准为0V～10V,经A/D转换后进行设备规定的某种控制。外部输入的各种电流信号需转换为电压信号,原有信号转换设备均已停产且无升级替代产品。为保证整个辐射监测系统的正常运行,确保整个核电站运行稳定安全,亟需一种能够保证原有I/O模块功能,且能运行稳定,安全可靠性高的新产品。本发明包括输入电流信号转换及隔离电路、直流电压起振电路、双电压稳压输出电路和运算放大偏置及输出电路。可以实现将输入的相互独立的两路电流信号转换成对应的两路电压信号进行输出,并将输入和输出信号进行隔离,避免相互干扰,且能够在工作环境温度发生变化时可以保证偏置电压精度。     

基于OPUS ONE的GPS接收机设计

伴随着集成电路的迅速发展以及用户的要求,GPS接收机正朝着小面积、低功耗的方向发展,因此单片式结构是发展的必然趋势和研究的热点.介绍了一种基于OPUS ONE芯片组实现GPS接收机的硬件设计方案,给出了软件设计的流程图.该GPS接收机具有体积小、功耗低、集成度高的特点.