低功耗CMOS电路的设计

ＣＭＯＳ电路功耗主要由动态功耗决定。笔者较详细地分析了影响功耗的主要因素，并着重介绍了低功耗器件的设计方法。     

一种线性增益可调的低噪声差分放大电路的设计

设计了一种线性增益可调的低噪声差分放大电路.电路采用单端转差分芯片进行前端处理,应用差分信号的特性,抑制由外界条件的变化带给电路的影响,并充分利用高度集成的低噪声、低失真的ADRF6510实现了对差分信号的放大处理,同时配合ADRF6510自带的前端可编程滤波器,使该电路具有线性增益可调、高精度、低噪声等特点.     

一种高效率低功耗的电荷泵设计

在集成电路设计中,随着工艺尺寸越来越小,电路在功耗方面的要求越来越高。设计高效率低功耗的电荷泵（charge pump）,可以提高电荷泵的工作效率,降低整个电路的功耗。这里介绍了一种高效率低功耗的电荷泵,通过仿真图像可以清楚地看到电荷泵的工作情况,看到它是如何实现高效率低功耗的。     

高增益低功耗CMOS低噪声放大器的设计

本文基于TSMC 0.35μm CMOS工艺,设计了一种工作于2.4 GHz频率下的、高增益、低功耗的低噪声放大器.并在ADS的平台下进行了参数的优化与仿真.其仿真结果表明,该低噪声放大器的最大增益约为16 dB,并且波动范围小于0.3dB;噪声系数约为0.8 dB,IIP3为 1.6 dBm:在1.5 V电源电压供电条件下,电路直流功耗为8 mW.因此,该电路实现了高增益、低功耗的功能.满足实际应用的要求.     

一种低功耗程控滤波器的设计

针对目前移动机器人同时定位与地图创建(SLAM)研究中多采用激光雷达或超声环作为测距传感器导致系统复杂、成本高的问题,提出了一种利用舵机带动单超声传感器扫描的低成本设计方案。在高斯超声模型基础上,利用贝叶斯公式对栅格地图进行概率更新,并结合Sobel边缘检测算法提取特征点,实现了由不确定的移动机器人坐标系向固定的以环境特征点为原点的全局环境坐标系的转换及全局定位,为在相同环境下通过重复实验进行多地图融合研究奠定了基础。该低成本移动机器人设计的有效性通过实验得以验证。     

一种超低功耗调制解调器的设计

本文探讨了利用电话线直流馈电给调制解调器供电的可行性，通过精心选择低功耗器件，设计并实现了电话线供电的调制解调器。     

一种低功耗地下水位监测仪器的设计与实现

地下水是人类赖以生存的重要淡水资源,准确开发保护地下水必须依靠长期的地下水监测,及时掌握动态变化情况。为了向地下水监测管理中心提供精确、及时的水位数据,设计并实现了一款一体式遥测地下水位监测仪器,该仪器使用Atmel公司AVR单片机ATmega2560作为主控制器,能够自动采集存储水位数据并通过GPRS网络与监测管理中心建立TCP连接进行数据传输,具有功耗低、运行稳定可靠的优点,待机电流在14.4V工作电压下低至28?A。目前该仪器已经通过水利部质检中心的各项检测,在地下水监测领域具有重要的商业价值和推广意义。     

一种低功耗Sigma-Delta调制器的设计

采用改进的单环二阶2bit调制器架构和低功耗AB类放大器电路,实现了一种应用于无线收发机系统中的低功耗Sigma-Delta调制器。利用Matlab/Simulink进行了建模仿真,优化调制器系数,并采用TSMC0.18μmCMOS工艺进行了电路设计。电路仿真结果表明,在采样频率为1.2288MHz、过采样率为64时,调制器的信号噪声谐波失真比达到77.0dB,功耗为1.18mW,具有低功耗特点。     

一种SDA数字滤波器的低功耗设计

SDA（Serial Distributed Arithmetic,SDA）数字滤波器具有速度快、结构规整等优点,广泛应用于数字信号处理器芯片级电路实现中.SDA在采样数据值位跳变频率比较高时,会导致很大的移位寄存器功耗,降低了SDA的性能、功耗比.研究SDA数字滤波器的低功耗设计,主要途径是通过一种优化阶符的二进制数据表示方式来表示采样数据,以达到减小采样数据值位跳变频率的目的,从而实现减小SDA数字滤波器的功耗.实验结果表明,本文研究的低功耗设计方法可有效减小SDA数字滤波器10%的功耗.     

系统级CMOS电路的低功耗设计

随着集成电路规模的增大和工作频率的提高，功耗已经成为面积和性能之外的主要设计目标。低功耗设计可以在不同的设计层次进行考虑，早期的设计确定了系统的构架，对功耗的影响最大，因此本文重点探讨了RTL级和系统级的低功耗设计，具体的途径有：实行有效的功耗管理；采用并行处理和流水线结构；采用分布式的数据处理结构以及用专用电路代替可编程处理器。     

一种指数增益控制宽范围可变增益放大器

采用中芯国际(SMIC)0.35μm CMOS混合信号工艺设计了一个具有指数增益特性的宽增益调节范围的可变增益放大器,其作为对信号的前级放大单元已经应用在了本中心设计的一款用于红外信号接收的芯片中.设计的这款可变增益放大器由Gilbert单元、指数转换电路、固定增益放大器组成.经过HSPICE仿真验证,该放大器可以实现-11.3dB-33.4dB的增益连续变化,其-3dB带宽为5.2MHz、相位裕度60°、控制电流与增益成dB-线性,很好地满足了整个红外接收芯片对其的性能要求.     

一种10GHz高增益低噪声放大器设计

提出了一种带有输入匹配网络优化方法的窄带10GHzLNA电路。通过插入全新的输入匹配网络,不仅满足LNA低噪声的要求,同时更使增益有所提高。提出的LNA采用0．181μmSiGeBiCMOS工艺,工作频率为10GHz。结果表明,提出的窄带HBT10GHzLNA电路,在10GHz频段测试增益大于lldB,噪声3．6dB,功耗9mw,达到了较好的匹配效果,有较好的稳定性,满足了收发机对LNA的指标要求。     

一种Rail-to-Rail运算放大器设计

基于SMIC 0.18μm CMOS混合信号工艺设计了一种低功耗轨对轨运算放大器,并用Specie仿真器对运放的各种性能参数进行了仿真.运放采用3.3V电源,输入共模电压和输出摆幅均达到了轨对轨,输入级跨导在整个输入共模电压范围内仅变化15%,直流开环增益为99dB,单位增益带宽为3.2MHz,相位裕度为59°(10pF负载电容),功耗为0.55mW.     

高增益轨对轨运算放大器的设计实现

为提高运放性能和增大输入输出信号动态范围,往往采用轨对轨输入输出结构的运放。介绍了一款基于0.35umCMOS工艺设计的恒定跨导轨对轨输入/输出运算放大器,不同于传统的输入结构,该电路采用了一种改进的输入结构和CLASSAB输出结构,两级的折叠共源共栅运放,其输入和输出均能工作在轨对轨的范围内。仿真结果表明该电路在整个共模电平范围内直流增益大于90dB,输出摆幅可达到100mV~vdd-100mV,功耗仅为300uW。电路结构简单紧凑,实现了在整个共模电平范围内的高增益,可广泛应用于精密放大领域。     

加速度传感器信号增益的软件实时控制

针对压电加速度传感器信号调理电路中标定过程繁琐、标定效率低下、系统在运行过程中输出信号增益不能改变的问题,提出了在前级电荷放大器之后添加一级可变增益运算放大器来实现输出信号增益的实时控制.利用微处理器上集成的模拟数字转换模块(A/D)检测压电加速度传感器输出信号的幅值,同时采用其集成的电流模式数/模转模块(IDAC)对...     

基于LDO线性稳压器的误差放大器设计

提出了一种功耗低、转换速率高且工作电压范围宽（2．5～5．5V）的高性能误差放大器。采用HSPICE对电路进行模拟，结果表明当工作电压为2．5V时，该放大器的转换速率约为29.4V／us，而静态电流低至16．6uA；在5．5V的工作电压下，放大器的转换速率可高达38.5V／us，静态电流却不超过20uA。     

基于逻辑器件的可编程增益放大器设计

本文介绍了可编程增益放大器设计的方法。它主要由控制电路、放大电路、显示电路三大模块组成。该系统性能好、成本低、工作可靠,具有一定的工程应用价值,经测试表明,该设计基本上达到了设计的要求。     

基于JFET的高精度可程控放大电路设计

微弱信号常常伴随大量的噪声且驱动能力较弱,给精确测量带来很大难度。基于结型场效应管的程控放大器以压控放大电路为核心,通过单片机C8051F020控制12位D/A输出,改变工作在可变电阻区的结型场效应管的栅极电压以改变反馈电阻,从而实现放大倍数精确调节,使整个系统操作起来更加简单、方便。系统实现对信号1到1000倍放大并可程控,通过液晶显示输入、输出值和放大倍数。测试结果显示系统能够对最小1mv的输入信号进行预定放大且具有较高的精度;以JFET为核心的压控电阻工作速度快、可靠性好、控制灵敏度高,无机械触点使其噪声较低;系统12位A/D、D/A均集成在单片机内部,缩减了复杂的外围电路,可靠性高;系统还具有输入电阻大、共模抑制比高等特点。因此在数据采集系统、自动增益控制、动态范围扩展、远程仪表测试等微弱信号测量方面使用尤为适宜。     

射频功率放大器模块的设计与实现

提出了功率放大器设计中的两个关键问题，结合GSM直放站功率放大器模块的工程实例，详细分析了该功率放大器模块的设计过程．最后给出该模块样机的实测结果，进一步验证了设计方法的有效性。     

迭代学习控制的指数变增益加速学习算法及其在机器人控制上的应用

迭代学习控制作为智能控制的一个分支，近年来得到了很大的发展，在各个领域都有广泛的运用。为提高迭代学习速度，本文给出了指数变增益加速算法。机器人系统的仿真结果表明，该方法能大大提高学习速度，具有良好的控制性能。