RS-232电路中带自动关断的电荷泵优化设计

提出了一种用于RS-232电路中的升降压式的开关电容电荷泵,并阐述了电荷泵的工作原理,在减小功耗,使泵压稳定等方面对提高电荷泵的性能做了研究.该电荷泵通过检测输出电压来控制泵压,达到了稳压输出;同时,通过对RS-232电路的输入端进行监测来控制电荷泵的工作,大大降低了芯片功耗.最后,经过仿真对其性能进行了验证.     

一种产生正负倍压的电荷泵的优化设计

通过对传统的电荷泵进行结构改进和参数优化,得到了一种高效率、低功耗的电荷泵,并阐述了电荷泵的工作原理,分析了影响功耗和效率的因素。该电荷泵通过检测输出电压来控制泵压,大大降低了功耗;同时,再对开关管进行参数优化,进一步减小了功耗。最后,将该优化后的电荷泵应用到RS-232C串口通信电路中。通过仿真,对其性能进行了验证,并与传统电荷泵进行了比较。     

改进型鉴频鉴相器及电荷泵电路的设计*

本文设计了基于电荷泵架构锁相环电路的两个关键模块—鉴频鉴相器和改进型电流引导电荷泵。基于对扩展鉴相范围和消除死区方法的研究,鉴频鉴相器的性能得以优化。同时,为了保证电荷泵在一个宽输出电压范围内获得良好的电流匹配和较小的电流变化,许多额外的子电路被应用在电路设计中来改进电荷泵的架构。电路采用了标准90 nm CMOS 工艺设计实现并进行测试。鉴频鉴相器鉴相范围的测试结果为-354～354度,改进型电荷泵在0.2～1.1 V的输出电压范围内的电流失配比小于1.1%,泵电流变化小于4%。电路在1.2 V供电电压下的动态功耗为1.3mW。     

基于PCRAM的射频标签模拟前端关键电路设计

基于相变存储器,对无源超高频电子标签模拟前端四个关键电路进行低功耗设计。整流电路采用9级电荷泵,结合储能电容和过压保护电路,得到了很好的整流效果。上电复位电路在箝位电路的基础上利用简单的缓冲器及异或逻辑,得到性能良好的矩形脉冲复位信号PORB,通过PMOS栅交叉耦合,极大地降低了电路静态电流(<1nA)。在基准电源电路中,设计了双极晶体管和MOS晶体管,兼具功耗低和准确性高的优势。稳压电路采用串联稳压结构,电源抑制比达到28.2dB。仿真结果显示,功耗达到nA级,输出直流电压为3V。     

用于TFT-LCD液晶显示的可调电荷泵设计

为了满足TFT-LCD液晶显示的驱动要求,设计了一种通过控制饱和区MOS管的导通电阻来调节输出电压的可调电荷泵。与传统的电荷泵相比,该电荷泵通过负反馈系统进行控制,具有输出可调、最少外围器件、低纹波、易于集成等优点。采用此可调电荷泵电路的芯片已在UMC0.6μm-BCD工艺线投片,测试结果表明,该可调电荷泵电路工作良好,独特的稳压方式使得电荷泵输出纹波降至最低,并且电荷泵的电容尺寸小,从而减小了整个系统的PCB面积,可调电荷泵正电压输出范围为10～30V,负电压输出范围为-5～-30V,负载电流为50mA时,输出纹波为27mV,可调电荷泵的整体效率可达80%。     

料斗秤控制系统

设计了一种以微处理器Atmega 128为核心，由CPU对三路重量信号采样（AID转换）、计算重量、用中文显示重量及状态，根据重量对料斗秤起振、停振等进行控制，同时输出三路4～20mA电流控制信号，且状态及重量通过RS-232（或RS-485）送PC机，从而取代日本大和CFC100料斗秤控制器。     

基于双电源系统的电荷泵电路设计

设计了一款应用于双电源系统中的电荷泵电路结构,通过内部电平转化与控制电路,在双电源系统中实现不同逻辑电平控制产生高压的目的,为EEPROM存储单元提供擦写所需高压.电路采用ZMOS管作为传输管,提高传输效率;在电荷泵不工作时,所有子电路关闭,实现零功耗设计.仿真结果显示,电路输出电压精度高、上电速度快、驱动能力强.电路采用SMIC 0.18μm CMOS工艺流片,已实际应用于数字电位计芯片设计中,输出高压稳定,达到设计要求,性能良好.     

一种LED显示屏音视频切换矩阵设计

针对众多视频、音频源进行数字化集中处理，通过音、视频多路转换器矩阵对多路输入信号进行自动监测，并以RS-232串口、面板键盘或专用遥控器进行控制，选择任意输入信号输出2路独立音、视频信号及1路录像监视信号，从而实现为LED显示屏提供高质量的不同的音、视频信号源并实现多路音视频源的切换输出。     

一种采用饱和区MOS管作调节开关的电荷泵

为了得到稳定的输出电压,电荷泵电路需要通过负反馈系统进行控制.在传统的"Skip"模式电荷泵中,采用工作在线性区的MOS管做开关,通过控制振荡器来调节输出电压,但这种方式会产生较大的输出电压纹波.设计了一种采用饱和区MOS管作调节开关的电荷泵,通过控制饱和区MOS管的导通电阻来调节电荷泵的输出电压.它工作在占空比为50%的方波信号下,具有很低的输出电压纹波(37mV).     

一种低压改进型MOS电荷泵电路的设计

针对使用标准CMOS技术实现的传统电荷泵输出电压较低的不足,文中提出将基本的电荷转移开关进行改进的MOS电荷泵,在泵送增益增加电路的基础上,通过在泵的输出级增加第3个控制信号来提高电荷泵的电压增益,以得到更高的输出电压,将其作为无线传感器的能量收集电路。仿真结果表明,该改进型电荷泵电路适合于低电压设备,并具有较高的泵送增益。其输出电压在同类电荷泵中最高,在1.5 V电源条件下,可高达8.5 V。     

具有安全保护的高性能电荷泵

设计了一种能有效控制电流过冲与输出短路电流的高性能电荷泵稳压器,它通过改变误差放大器输出来控制电荷泵开关管电流,使得电荷泵在启动阶段具有输出短路控制,在正常工作时能够有效抑制电流过冲.理论分析和仿真结果表明,采用此结构的电荷泵稳压器输出短路电流最大值为110 mA,远小于电荷泵正常工作时开关充电电流500mA.     

一种新型大驱动、低功耗和高精度的电荷泵电路

提出一种适用于NOR结构快闪存储器应用的,具有大驱动能力、低功耗和高精度特性的电荷泵系统。它通过对八个子电荷泵的并联来提高电荷泵的驱动能力,并采用电容分离法来动态地自洽改变每个子电荷泵的驱动能力,仿真结果表明,在擦除模式、一位编程模式和八位编程模式工作下,其瞬态平均电流分别约为2.5mA、4 mA和12 mA,电荷泵的输出高压精度可达±2.3%以下,达到了节省功耗和提高输出高压精度的目的。     

一种用于H桥功率驱动电路的电荷泵设计

提出了一种可驱动H桥功率电路的电荷泵.为了简化电路设计和确保电路稳定性,本电荷泵采用两倍压电荷泵电路拓扑结构,通过加入两路反馈控制电路来提高电荷泵充电电流和输出电压值的控制精度以及电源转换效率.设计采用0.35μm BCD工艺,通过Cadence Spectre仿真器表明,在负载电流为5mA条件下,电荷泵正常工作时输出电压范围广(10~40V),电源转换效率最高达到91%,输出电压建立所需时间为579μs.样片实测结果显示,在不同输入电压条件下,输出电压纹波控制在385mV以下.     

一种全集成高效率多通道神经电刺激电路

设计了一种超低待机功耗、高效率的16通道高压神经电刺激集成电路(IC)。该电路主要包括1个基于串-并联电荷泵的高压产生模块，以及1个16路独立配置的通道输出驱动电路模块。高压产生模块将输入的1.65 V低压域电压转换为高压域电压6.6、9.9、13.2 V;通道输出驱动电路根据设定的刺激电流和电极负载情况动态选择合适的高压域电压以提高电刺激效率。经测试，在1.65 V输入电压和3.3 V电源电压下，该电路待机时静态功耗约为7.6 nW,由待机至电刺激电路工作切换时间小于36 ns,电荷泵输出最大电压可达12.7 V,约为电源电压的4倍，通道控制电路能输出最高1 mA的刺激电流。与传统的固定电源电压电刺激电路相比，消耗的能量最高减少了76.9%。     

基于电荷泵的倍增/反向双输出电压转换设计与实现

为了解决目前基于电荷泵的开关电容电压转换芯片功能较为单一的问题,基于Dickson经典电荷泵结构,匹配四路双极型晶体管开关同时实现对输入电压的倍增输出以及倍增后的电压反向。四路二极管充作开关来使用,在降低开关器件导通电压的同时简化了开关电路,缩小了电路的尺寸,并降低了电路的功耗。基于国内某工艺线的40 V互补双极型工艺,设计并制作了带正/负两路输出的开关电容电荷泵电压转换器芯片电路。流片测试结果表明：当电源电压为4 V（负载电流为0 mA、+10 mA）、5 V（负载电流为±10 mA）、9 V（负载电流为+10 mA）、10 V（负载电流为-10 mA）以及11 V（空载）时,输出电压均满足设计指标。     

MP3耳机放大器LM4926

<正> LM4926是美国国家半导体公司推出的一种超低噪声、固定增益、在 THD≤1%时,输出80mW 的立体声耳机放大器。它具有工作电压低(最低1.6V)、封装尺寸小、外围元件少、输出音质高等特点,是 MP3较合适的耳机放大器。它最大的特点是内部有个电荷泵电路,那么电荷泵电路对耳机放大器有什么作呢?这是一个电压反转型电荷泵电路,它将 Vdd 电源正电压转换成负电压-Vdd,使它产生一个地的参考电压,则放大器工作于±Vdd 电源。其好处是,这使得输出以地为参考电压,因此可以消除输出耦合电容,而用两个小电容(电荷泵电路的泵电容及输出电容)代替大的输出耦合电解电容(一般常用220μF);其次是没有输出耦合电容后可改善低频响应;输出电压的动态范围几乎增加了一倍,这对低电     

电荷泵

电荷泵电路用于从低电压输入产生较高的电压，是用电容器做储能元件。1个5V输入可能用于产生10V或15V输出。这些较高电压的装置在很多低电压应用(如笔记本电脑，移动电话缆线，移动电话显示屏)中是关键性的。ADI公司提供创新的电荷泵方案，如3V应用中完全依从的RS-232器件、电池供电应用中改善电源效率的Green Idle Mode、用于移动电话背光显示的高电流输出电荷泵等。表1列出ADI公司一些电荷泵器件。     

射频锁相环型频率合成器的CMOS实现

本论文实现了一个射频锁相环型频率合成器,它集成了压控振荡器、双模预分频器、鉴频鉴相器、电荷泵、各种数字计数器、数字寄存器和控制电路以及与基带电路的串行接口.它的鉴频鉴相频率、输出频率和电荷泵的电流大小都可以通过串行接口进行控制,还实现了内部压控振荡器和外部压控振荡器选择、功耗控制等功能,这些都使得该频率合成器具有极大的适应性,可以应用于多种通信系统中.该锁相环型频率合成器已经采用0.25μm CMOS工艺实现,测试结果表明,该频率合成器使用内部压控振荡器时的锁定范围为1.82GHz~1.96GHz,在偏离中心频率25MHz处的相位噪声可以达到-119.25dBc/Hz.该频率合成器的模拟部分采用2.7V的电源电压,消耗的电流约为48mA.     

一种DSP用数模混合型锁相环设计

提出了一种用于DSP的高性能低噪声高速电荷泵锁相环电路。其鉴频鉴相器模块具有高速、无死区等特点;电荷泵模块在提高开关速度的基础上改进了拓扑结构,使充放电电流的路径深度相同,更好地实现了匹配。为了达到宽调谐范围的目的,电荷泵模块采用1.8V电源电压,而压控振荡器模块采用3.3V,这样可充分利用电荷泵的输出电压范围实现宽调谐。电路设计基于0.18μm1P6MCMOS工艺,结果表明,锁相环电路功耗为34mW,中心频率100MHz,频率输出范围50MHz～400MHz,各项性能满足设计指标要求,并使芯片噪声、速度和功耗最优。各模块电路可应用于其他相应的功能电路,对相关领域的设计具有一定的参考意义。     

基于C8051F020的通用串口适配器的设计与实现

介绍了基于单片机C8051F020的通用串口适配器的设计与实现方法,即由单片机控制的智能化一对多口收发信号转换器.通过采用C51对单片机进行编程,控制与RS-232(标准RS-232电平)、RS232(TTL电平)、RS-422接口的数据通信;采用C Builder作为开发平台,通过RS-232接口实现上位机对适配器各个通信端口的控制.