适用于数字电源的新型温度自校准片上振荡器的设计

设计了一种应用于数字电源的新型温度自校准高精度片上振荡器。该振荡器利用片内集成的环形振荡器作为"温度传感器",环形振荡器的偏置电流设计成与热力学温度成正比,输出时钟信号频率对温度变化高度敏感,以此作为温度校准的参考信号,经过数字自校准算法产生控制RC振荡器充电电流大小的信号,校准RC振荡器输出时钟频率,从而完成片上实时温度自校准的功能。采用双比较器加SR触发器对称结构,降低比较器延迟误差。电路基于0.18μm BCD工艺模型,采用Cadence和Hspice进行仿真。仿真结果表明,在–55~+155℃温度范围内,振荡器输出中心频率为10.1 MHz,振荡器的频率随温度变化的偏移量在±0.6%以内。     

面向RFID标签的COMS低功耗温度传感器设计

为了最大限度地提高无线射频识别（RFID）标签的操作距离,提出了一种集成于RFID标签芯片的超低功耗高精度CMOS温度传感器。传统的温度传感器主要采用带隙电路和ADC,而此类设计会消耗大量能量导致传感器功耗较高。提出传感器电路由新型数字环形振荡器,分频器,多路复用器和10位的数字计数器组成,温度转换成数字输出是在一个采样周期期间通获得过计数振荡器的时钟边缘数量得以实现。并且为了将温度灵敏度和动态范围最大化,使用的电源电压为0.3 v。振荡器的频率可以通过电容器组和堆叠晶体管进行数字修正。由于运用了阈值电压的温度依赖关系和MOS晶体管的载流子迁移率,因此与传统温度传感器相比,提出传感器的实现更加简单。通过0.18μm CMOS测试芯片获得的测量数据表明,提出的温度传感器分辨率为0.4°C/LSB,10位数字输出,校准后的可测量温度范围从-20°C到 95°C。采样频率为10Hz时,提出的传感器的功耗仅为92nW。     

一种基于频差自校准的高精度RC振荡器

提出了一种基于频差自校准的高精度RC振荡器。通过对PTAT高频环形振荡器时钟计数,得到RC振荡器和参考时钟的计数偏差。数字自校准电路通过电阻阵列校准参考电压,减小计数偏差,进而得到稳定的振荡频率。参考时钟仅在工作前校准,实际工作中不需要额外的参考时钟。该RC振荡器采用CSMC 0.18 μm工艺,工作电压为1.8 V。仿真结果表明,该电路可以产生2 MHz的稳定振荡频率,整个系统的功耗为48.4 μW,启动时间小于15 μs。在-40~125 ℃温度范围内,振荡频率变化率小于±0.2%。在1.70~1.98 V供电电压范围内,振荡频率变化率小于±0.25%/V。     

一种具有良好温度稳定性的低功耗CMOS振荡器北大核心CSCD

设计了一款带有频率自动校准功能的低功耗CMOS RC振荡器。频率校准电路采用全数字实现方式,通过自动调整振荡器的电容阵列将输出时钟调谐到理想的精度。振荡器内部采用线性稳压方式降低振荡电路部分的供电电压来降低功耗,同时通过调谐由相反温度系数电阻组成且具有温度系数补偿的电阻阵列达到良好的温度稳定性。测试结果表明,振荡器的时钟精度由校准前的0.902 MHz提高到校准后的1.000 MHz,当温度从-20℃变化到60℃时,时钟精度稳定在0.2%以内。通过对99颗芯片进行频率统计,6σ范围内的时钟精度在0.8%以内。该振荡器采用TSMC 0.35μm CMOS工艺流片,在3.3V供电电压下模拟电路功耗为19.8μW。     

一种可应用于无源RFID的新型CMOS温度传感器设计

针对无源RFID低功耗的应用需求,基于SMIC 0.18μm CMOS工艺设计了一种低功耗CMOS温度传感器。该传感器首先基于双晶体管电路将温度信号转换为与之成正比的电压信号,并进一步转换为电流信号,然后通过振荡器电路转换为频率信号,最终经计数器后转换为与温度对应的二进制数字信号输出。仿真结果表明,在-20～100℃范围内传感器具有良好的线性度和温度精度,且传感器总功耗仅为1.05μW,可满足无源RFID领域应用需求。     

一种高精度全集成50 MHz振荡器

设计了一种基于平均电压反馈技术的片上高精度全集成张弛振荡器,所设计的振荡器克服了传统张弛振荡器对比较器延迟、器件老化和电流源噪声等敏感的问题。此外,还设计了一种一次性自动频率校正电路,可使振荡器在外部参考时钟的辅助下,自动完成输出频率的高精度校准。采用UMC 40 nm CMOS工艺,实现了50 MHz高精度全集成张弛振荡器,并完成了振荡器的版图和后仿真。振荡器的版图面积为181μm×218μm。后仿真结果表明,所设计振荡器能在不同工艺角下将输出频率自动校准到50 MHz,且在供电电压从2.2 V到3.6 V、温度从-40℃到125℃的变化下,输出频率误差仅为±0.47%。典型工艺角下,振荡器功耗为200μW。     

402～405 MHz CMOS低功耗射频收发机北大核心

基于0.18μm CMOS工艺设计了一种用于WBAN 402～405 MHz频段具有低功耗全数字锁频和灵敏度校准功能的超再生收发机。采用具有噪声抵消技术的巴伦低噪声放大器，以减少无源匹配器件数量和适应低压工作；超再生数控振荡器采用数字控制电容阵列实现频率调谐，以消除猝灭操作期间振荡器的频率漂移；采用全数字锁频环替代频率综合器，以降低传感器节点的功耗；灵敏度校准环路与自动幅度控制环路共享组件，以减小校准误差，并能够在不中断接收状态的情况下动态校准接收机灵敏度。仿真结果表明，在1 V电源电压下，接收机灵敏度为-90 dBm,功耗为1.89 mW,其中全数字锁频环功耗为78μW;发射机功耗为1.96 mW,效率为28%。     

采用双振荡器结构的低功耗CMOS温度传感器

为提高温度传感器的能量转换效率并降低功耗,提出了一种基于双振荡器的CMOS温度传感器。提出的温度传感器利用两个环形振荡器生成随温度变化的频率,通过调整线性频率的差斜率,来提高温度传感器的线性度,最后使用一个频率数字转换器完成数字输出。此外,还提出了一个制程补偿方案,经过一点校正法后可提高温度传感器的精确度。采用65 nm CMOS工艺进行了实现,面积仅为0.01mm2。测试结果显示,校正后提出温度传感器的分辨率为0.2℃/LSB,并且在0℃~125℃的温度范围内,20个实测样品的最大误差小于±1.2℃。相比其他类似传感器,当转换率高达480kS/s时,功率消耗500?W,即每次转换的能量最小,仅为0.001J/sample     

一种基于比较器失配补偿的高稳定性RC振荡器

针对传统RC振荡器容易受到温度和工艺偏差影响的问题,提出了一种新的振荡器结构。该振荡器电路运用零温度系数参考电压和开关网络,实现了比较器电路的工艺失配补偿,达到了高的温度稳定性。该振荡器具有对温度和工艺偏差不敏感、面积小、功耗低等优点。仿真结果表明,输出时钟频率为11.5 kHz时,在-10℃~90℃温度范围内振荡器频率偏差在±1%以内。     

一种具有±0.5℃精度的CMOS数字温度传感器

该文设计了一种基于0.35μm CMOS工艺的采用双极型晶体管作为感温元件的数字温度传感器.该温度传感器主要由正温度系数电流产生电路、负温度系数电流产生电路、一阶连续时间Σ-Δ调制器、计数器和I2C总线接口等模块组成.为提高温度传感器的测量精度,该文深入分析了在不采用校准技术的情况下工艺漂移对温度传感器精度的影响,并在...