运算放大器与开关组成的高精度可编程增益放大器

运算放大器与开关组成的高精度可编程增益放大器史延龄李洪津史小敏（工程兵指挥学院，徐州市，２２１００４）在数字控制系统和计算机控制系统中，常需要把现场微弱信号进行精确放大，放大倍数由逻辑电路或软件控制。这就需要设计或选择高精度增益可编程放大电路。目前，...     

CMOS图像传感器中可编程增益放大器的设计

设计了一个低功耗宽摆幅全差分开关电容可编程增益放大器(PGA).该放大器可实现近似1 dB步进,0～15 dB增益变化范围,可用于CMOS图像传感器.提出了一种可调补偿电容的运算跨导放大器(OTA),通过补偿电容调节OTA带宽,大大降低了PGA的功耗.采用TSMC 3.3 V 0.18 μm工艺,在20 MSPS采样率下,使用Hspice仿真.结果显示,电路功耗仅为7 mW,输出摆幅为轨至轨,精度为12位.     

用于DTV接收机的dB线性可编程增益放大器

针对DTV零中频接收机的系统要求,通过构造串并联相结合的退化电阻网络设计了一个高线性,宽增益变化范围的dB线性CMGS可编程增益放大器(PGA,Programaable Gain Amplifier).此可编程增益放大器在SMIC 0.18 μm CMOS工艺下实现,增益变化范围为0～60 dB,最小增益步进0.5 dB,带6 pF电容负载时-3dB带宽为1.5MHz,且带宽恒定.在增益变化范围内,当输出差分峰峰值为1 V时,三阶交调失真在-60 dB以下.此PGA在3.3 V电压下工作,功耗小于4 mW.     

一种具有精确增益控制的CMOS可编程增益放大器

采用0.13μm RF CMOS工艺,设计了一款具有精确增益步长控制的宽带可编程增益放大器.在传统电阻网络衰减器的基础上,提出了一种新的增益控制方法.该方法采用两个互相重叠的反馈环路,通过改变环路中跨导的比值以实现精细的增益步长控制.测试结果表明,当电源电压为1.2V时,功耗为24 mW,-3 dB带宽为600MHz....     

一种用于低边电流检测的可编程增益放大器

基于0.5μm BCD工艺,设计了一种用于低边电流检测的可编程增益放大器（Programmable Gain Amplifier,PGA）。采用了电流模闭环可编程增益放大器结构,将传统电压模反馈电阻网络对采样电路的漏电流影响减小到纳安级别。设计了一种全差分高精度可变跨导放大器,给PGA提供了更加精准的可变增益。仿真结果表明,PGA放大倍数为4时,测量误差为0.2%,PGA放大倍数为256时,测量误差为3.11%,总谐波失真小于0.021%,芯片面积为1.5 mm×1.5 mm。     

简易夹具静态测试可编程增益放大器

具有数字增益开关的仪表放大器具有显著优势，例如节约电路板空间、由于减少焊点而提高可靠性以及降低总成本等。这些重要特性的根源在于增益调整网络是单片IC的必要组成部分。该特点使得这些IC放大器对杂散电磁场的敏感性要低得多，这是因为内部电阻器区域在先前使用的离散式增益调整电阻器中可忽略不计。此外，塑料封装和芯片的相对电容率值应该高于空气的相对电容率值。因此．进入芯片的任何杂散场中的电子元件磁场强度都应比周围的磁场强度低。     

加速自校正直流漂移的可编程增益放大器

设计了一种应用于移动数字多媒体广播系统终端的可编程增益放大器.该可编程增益放大器采用源极反馈电阻可变的差分放大器结构,且带有直流漂移校正电路.分析了校正直流漂移时间的决定因素,通过采用双带宽切换的方法加速校正过程.分析了引发输出直流漂移发生变化的因素,设计了增益控制信号触发的双带宽控制信号发生电路.可编程增益放大器采用TSMC 0.25μm CMOS工艺.仿真结果表明,放大器的动态范围为30~84db,2db步进,对输入直流漂移的校正效果为-21.45db,加速后的直流漂移校正时间约15μs.     

低功耗电荷泵可编程增益放大器的设计与实现

提出了一种低功耗电荷泵可编程增益放大器(PGA)电路模型.通过简单数学建模和VerilogA仿真,得出了一般自动增益控制电路(AGC)优化稳定时间的条件和简化模型,通过ADC、电荷泵,进一步简化电路,降低功耗,并实现数字控制功能.根据这种设计,采用TSMC 0.18 μm CMOS 单层多晶硅6层金属工艺,实现了一个功耗电流为1 mA、线性增益范围为60 dB的电荷泵可编程增益放大器.     

多模多频收发机中可编程增益放大器的设计

设计了一种基于运算放大器和电阻反馈网络的宽带全差分可编程增益放大器.该可编程增益放大器(PGA)采用三级级联结构,实现增益为1～57 dB可变,步长为2 dB.PGA中运放采用零点补偿法扩展带宽,整个PGA带宽达30 MHz.芯片采用IBM 0.13μm标准CMOS工艺实现,电源电压为2.5 V,功耗为62 mW.     

一种基于VCO量化的MEMS加速度计接口电路

采用0.18 μm CMOS工艺,设计了一种基于VCO量化的电容式MEMS加速度计接口电路。电路基于VCO实现量化,可直接输出数字信号,克服了传统模拟力反馈的非线性问题,且不需要ADC或额外的比较器电路,大大降低了电路的复杂性。仿真结果表明,该接口电路系统噪声基底为18 μg·Hz-1/2,最大非线性误差为0.57%,电路功耗为6.7 mW,输入带宽和检测范围分别为2.5 kHz和±1.0 g。该接口电路达到较好的性能。     

用于反熔丝FPGA的多标准IO接口电路

针对高可靠性领域和复杂环境对大规模反熔丝FPGA器件的迫切需求,设计了一种新的用于反熔丝FPGA的可动态配置IO接口电路。该IO接口电路具有宽的输入输出电压范围,能实现多驱动调节,支持一系列不同电平模式。通过对反熔丝单元进行编程配置,该IO接口电路可兼容多种IO标准,内核电压为2.5 V,端口电压可在3.3 V与5 V之间转换。仿真与测试结果表明,该IO接口电路满足设计要求,接口速度优于国外同类产品。     

电容式微加速度计模拟前端接口电路设计

基于连续时问的全差分电容结构,设计了一款电容式微加速度计模拟前端接口电路。该电路采用了斩波稳定技术,减小了运算放大器的直流偏差和闪烁噪声,同时,引入了一种周期复位的方法来稳定电压电容转换器输入端口求和节点的直流偏置,并实现了灵敏度可调的功能。该设计在TSMC0．35Hm工艺下流片,面积为3．4mm2。测试结果表明,在5V供电电压下,电路非线性度小于O．7％,功耗约9．4mW。     

中频解调电路中的I^2C总线接口电路

为了简化中频解调电路的外围接口电路,缩小芯片面积,提高芯片的通用性和可靠性,在I^2C总线数据传输协议的基础上,设计一个兼容I^2C协议的中频解调接口电路。为了防止芯片地址冲突,增加了4位地址选择位,并重点对接口电路的状态机与控制逻辑进行优化设置。仿真结果表明,该电路功能正确,可靠性高,可广泛用于TV,VTR,PC,STB等方面。     

邻近通信接口电路设计

邻近通信技术是一种创新性的芯片连接技术,它采用电容接口进行连接,避免了片外引线,具有高速、高带宽、低功耗等优点,可实现圆片级集成,对未来超大规模芯片集成和高速通信的研制具有重要意义。本文在对邻近通信技术原理进行深入研究的基础上,结合数模混合集成电路设计、电容耦合等基础理论,基于0.18um CMOS工艺设计了满足邻近通信要求的接口电路。仿真结果说明该接口电路能够完成接收信号的放大,且受温度和电源电压的影响较小,稳定性较好。     

一种单片集成的CMOS数/模接口电路的设计

介绍了一种单片集成的数模接口电路。它主要由两个8位D/A转换器、8个比较器通道和片上带隙基准源组成。设计中,采用了一种规则的全NMOS管构成的M-2M梯形电路,以及本文提出的电流-电压转换电路。电路采用1.2μm双层多晶双层金属N阱CMOS工艺实现,芯片面积3.5mm×2.7mm。系统采用5V双电源,正常工作时功耗约为500mW。D/A转换器的有效工作位为7位,实现了确定的-3V到+3.5V的输出幅度,满摆幅输出建立时间小于1μs。比较器通道的传输延迟小于10ns。     

一种应用于CMOS图像传感器数字双采样ADC的PGA电路

提出了一种应用于CMOS图像传感器数字双采样模数转换器(ADC)的可编程增益放大器(PGA)电路。通过增加失调采样电容,采集PGA运放和电容失配引入的失调电压,在PGA复位阶段和放大阶段进行相关双采样和放大处理,通过数字双采样ADC将两个阶段存储电压量化,并在数字域做差,降低了PGA电路引入的固定模式噪声。采用0.18μm CMOS图像传感器专用工艺进行仿真,结果表明:在输入失调电压-30~30mV变化区间,提出的PGA的输出失调电压可以降低到1mV以下,相比传统PGA输出失调电压随输入失调电压单倍线性关系而言大大降低了列固定模式噪声。     

微机械加速度计校正电路的工程设计

梳齿式微机械加速度计是一种敏感电容极板间距变化的电容式传感器,通过静电力反馈构成力平衡式的闭环系统。为了满足稳定性、快速性等要求,需要采用校正电路。微机械表头性能具有较大的离散性是工程中的常见问题。本文根据控制理论结合工程试验,针对表头转角频率和低频增益等参数对校正电路设计方案进行分类。使系统在满足带宽的前提下,在全量程范围内具有充足的稳定裕量。并且,为了适应工程应用,电路形式采用两个运放,保证了电路形式的简单,为电路冗余设计提供了方便。通过较多数量的试验验证,此种方法对闭环系统的稳定性、 带宽有很好的控制作用。     

一种适用于高速接口电路的新型均衡电路

本文提出了一种新型高速均衡电路.在传统源极负反馈均衡滤波结构的基础上改进电路结构,使用有源电感及对称负载结构改善了电路性能,避免了使用片上电感,优化了电路结构,节省了芯片面积,同时缓解了传统均衡电路的速度瓶颈.经仿真验证,该均衡器电路高频补偿增益达到17.2dB ,高低频增益比达到5.24,信号速率达到5Gb/s 时能完整接收信号,实现均衡效果.该电路结构简单,适用于各种高速信号接口电路.该电路采用0.13μm CMOS 工艺实现.     

适用于光纤传感微弱信号检测的A/D转换芯片接口电路设计

强度检测光纤传感器因其线性度好、抗电磁干扰等优良特性受到关注，为了适合于各种场合．进一步提高检测灵敏度，对低功率检测的信号解调十分重要．介绍了一种适用于光纤传感微弱信号检测的A／D转换芯片与可编程逻辑器件的接口电路设计，分析和总结各种方案的优缺点并给出了部分程序源代码．