一种新型小数/整数分频器

提出了一种新型小数/整数分频器电路结构,详细分析了该小数/整数分频器的工作原理。该分频器与传统分频器相比,具有控制简单、电路复杂度低、工作频率高等特点。设计基于TSMC0.25μm 2.5V 1P5M CMOS工艺,最高工作频率为4.5GHz,功耗为10.37mA,并可以实现128到264之间小数、整数分频。后仿真结果表明,该分频器对频率合成器相位噪声特性有很好的改善作用。

一种精确恒定跨导偏置的Gm-C滤波器设计

针对片上Gm-C滤波器的自动频率调谐电路结构复杂、功耗大和精度低的问题,提出了一种精确的恒定跨导偏置电路.该电路通过使跨导管的跨导恒等于片外高精度电阻来稳定滤波器截止频率.给出了电路的推导,设计了滤波器及跨导器.将此电路应用于无线传感器网络节点芯片中九阶低通滤波器,进行了仿真;基于SMIC中0.18μm、1.8 V的1P6M CMOS工艺,采用无源LC滤波器原型综合的方法实现滤波器,并完成测试.结果表明,该滤波器的截止频率与设计值相差仅为1%,带内纹波小于0.8 dB,输入噪声电压小于25 nV/Hz～(1/2),功耗仅为1.6 mW,满足无线传感器网络节点芯片的要求.

一种高分辨率∑△小数分频频率合成器

提出了一种采用新型分频器的小数分频频率合成器。该频率合成器与传统的小数分频频率合成器相比具有稳定时间快、工作频率高和频率分辨率高的优点。设计基于TSMC0.25μm2.5V1P5MCMOS工艺,采用sig-ma-delta调制的方法实现。经测量得到该频率合器工作频率在2.400～2.850GHz之间,相位噪声低于-95dBc/Hz@100kHz,最小频率步进小于30Hz,开关时间小于50μs,满足多数无线通信系统的要求。

Flash Memory测试技术发展

从Flash memory测试技术的发展背景出发,论述了flash memory测试技术的发展现状以及前景。同时重点对Flash-march算法和BF&D算法进行了分析和评价。指出Flash memory的发展是以测试技术的发展为基础的,必须把Flash memory本身的发展和测试技术的发展综合考虑,才能有助于两者的协调发展。

高精度∑△小数频率合成器的系统仿真方法

准确有效的频率合成器系统仿真是∑△小数频率合成器设计成功的保障,为此建立了基于Simulink的∑△小数频率合成器的电路仿真平台,并提出了利用此平台进行准电路级仿真,利用此平台与Spectre结合进行电路级仿真以及利用Cppsim进行行为级仿真相结合的高精度仿真方法。该方法能够更加准确的仿真频率合成器的时域特性,频域特性和噪声特性;经流片验证,该方法准确有效。

高稳定性无片外电容低压差线性稳压器的设计

设计了一款无片外电容低压差线性稳压器(LDO),与传统的LDO相比,此LDO消除了传统结构中所需的片外电容,可更好地应用于全集成低功耗的片上系统(SoC)中。针对无片外电容LDO没有外部等效零点补偿这一特点,采用一种折叠输入推挽输出误差放大器结构,结合密勒补偿以及一阶RC串联零点补偿两种方案,有效地改善了无片外电容LDO的稳定性。电路采用SMIC0.18μm CMOS工艺实现,面积为0.11 mm2,最大负载电容100 pF,输入电压为1.8 V时,输出电压为1.5 V,静态电流31.8μA,压差为160 mV。

带直流漂移校正的低功耗可编程增益放大器

设计了一种应用于无线传感器网络RF射频前端芯片的可编程增益放大器(PGA)。该放大器由三级增益单元级联构成,每级单元均带直流漂移校正功能,7位数字端控制增益变化,且可灵活切断单级电源,降低PGA整体功耗。设计基于SMIC 0.18μm 1.8 V 1P6 M CMOS工艺。流片测试结果表明,该放大器工作性能良好,动态范围为0～60 dB,1 dB步进,增益以dB线性变化,最大可校正输入直流漂移为200 mV,直流漂移校正时间约为10μs,带宽为6 MHz,整体功耗仅为1.8 mW。

一种低压高性能的Rail-to-Rail运算放大器

采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计实现了一种低压恒跨导、高性能的Rail-to-Rail运算放大器.输入级采用NMOS和PMOS并联的互补差分对结构,使共模输入电压范围达到Rail-to-Rail,并通过改进的开关电流结构使输入级的有效跨导在共模输入范围内保持恒定.输出级采用反馈式AB类结构,以达到输出电压的全摆幅,同时通过米勒补偿控制零极点来保证放大器工作的稳定性.整个电路在1V的单电源电压,20pF负载电容的工作条件下工作,Spectre仿真结果显示,直流开环增益为127dB,单位增益带宽为6.4 MHz,相位裕度67.58°,总谐波失真为-107dB.

MEMS陀螺器件与驱动电路的相位关系研究

为了指导高性能MEMS陀螺的驱动电路设计,针对MEMS陀螺器件与外围驱动电路之间存在的"激励电压、静电力、质量块位移、检测电容变化、检测电流、检测电压"五次信号转换进行了详细研究,获得了确切的相位关系,建立传输函数模型。最终根据推得的总体相位关系,设计并实现了一款基于锁相技术的闭环驱动电路。测试结果表明,MEMS陀螺系统能在3s内可靠起振且无振铃,稳定振荡频率为10.33 kHz,稳定振荡幅度为2.05 V。该测试结果验证了此相位关系研究的必要性与正确性,此研究同样适用于其他静电驱动、电容检测式MEMS传感器。

一种基于斩波技术的轨到轨运算放大器的分析与设计

采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计实现了一种低压、低失调、恒跨导的轨到轨运算放大器.运算放大器在保证输入级跨导在整个共模范围内恒定的前提下,采用轨到轨的折叠共源共栅输入级,输入管工作在亚阈值区,采用反馈式AB类输出级以实现轨到轨的输出摆幅,同时采用斩波稳定技术减小输入参考失调和噪声.电路工作在1V单电源电压下,仿真得到119dB的直流增益和5.6MHz的增益带宽积.蒙特卡罗仿真结果显示失调电压分布的标准差为14μV,输入噪声普密度为18.19nV/√Hz.

U波段小数分频锁相环型频率综合器

使用0.18μm1.8VCMOS工艺实现了U波段小数分频锁相环型频率综合器,除压控振荡器(VCO)的调谐电感和锁相环路的无源滤波器外,其他模块都集成在片内。锁相环采用了带有开关电容阵列(SCA)的LC-VCO实现了宽频范围,使用3阶MASHΔ-Σ调制技术进行噪声整形降低了带内噪声。测试结果表明,频率综合器频率范围达到650～920MHz;波段内偏离中心频率100kHz处的相位噪声为-82dBc/Hz,1MHz处的相位噪声为-121dBc/Hz;最小频率分辨率为15Hz;在1.8V工作电压下,功耗为22mW。

一种新型跨导-电容滤波器自调谐电路

提出了一种基于开关电容技术的跨导-电容(Gm-C)滤波器自调谐电路。与基于压控振荡器(VCO)和压控滤波器(VCF)的传统调谐电路不同,该自调谐电路具有更高的精度和更低的功耗,且电路结构简单。设计了一个9阶椭圆函数低通滤波器,通过该调谐电路,实现了截止频率的精确可调。

1.3～2.2GHz低噪声低功耗CMOS LC VCO的设计

基于TSMC 0.18μm RFCMOS工艺,设计并实现了一个宽带低功耗低相位噪声的高性能压控振荡器(VCO).为实现1.3~2.2GHz调谐范围,VCO采用7-bit(128根调谐曲线)固定电容阵列,同时也获得了超低的增益,降低了相位噪声.为弱化宽调谐范围带来的增益波动,VCO采用3-bit可变电容阵列来提升低带曲线的斜率,以期与高带一致.为实现每根曲线的宽线性范围,可变电容采用分布式偏置电压技术.为降低相位噪声,还提出了一种输出零偏置架构以及电流源噪声滤除技术.测试结果表明,调谐电压的线性范围为0.2~1.6V;VCO输出频率范围为1.3~2.17GHz;高带调谐曲线叠合超过50%,低带超过80%;VCO增益仅为19 MHz/V;增益波动范围为13~25 MHz/V.当振荡频率为1 312 MHz,1 MHz频偏处相位噪声为-116.53dBc/Hz;当振荡频率为2 152MHz,1 MHz频偏处相噪为-112.78dBc/Hz.VCO功耗电流为1.2~3.2mA,电源电压为1.8V.提出的VCO既能提供51%的频率覆盖,又能实现低相位噪声,已经被成功应用于工业自动化无线传感网(WIA)射频收发机芯片中.

基于正交误差对准的MEMS陀螺测控电路设计

传统MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)陀螺的相干检测基于驱动位移和科氏位移的相位关系,依赖于陀螺的工作模式,解调载波相位抖动大,不易相位对准.为解决此问题,本文提出了一种基于正交误差对准的不依赖陀螺工作模式的相干解调系统.解调载波取自驱动电路的PLL(Phase-Locked Loop)输出,相位抖动小,仅作载波使用,不代表驱动位移信息.检测通路插入移相器,使正交误差相位滞后解调载波90°,则科氏位移信号与解调载波同相,完成检测.为验证该方法,本文研究了陀螺器件与接口电路之间的信号传递特性并进行建模,设计了锁相环、C/V(Capacitance/Voltage)转换、移相器等核心电路,实现了一款完整的MEMS陀螺测控电路.测试结果表明:陀螺驱动正常,检测正确,刻度因数为1.415mV/(°.s),零偏不稳定度为108°/h.结果验证了该检测方法的有效性,并为后续进一步提升性能提供了基础.该检测方法也适用于其他振动式MEMS陀螺的测控系统.

S/U双波段小数分频锁相环型频率合成器设计

提出了一种覆盖S/U双波段的小数分频锁相环型频率合成器。该频率合成器采用一种新型多模分频器,与传统的小数分频频率合成器相比具有稳定速度快、工作频率高和频率分辨率高的优点。该锁相环采用了带有开关电容阵列（SCA）的LC-VCO实现了宽频范围,使用3阶MASHΔ-Σ调制技术进行噪声整形,降低了带内噪声。设计基于TSMC 0.25μm 2.5 V 1P5M CMOS工艺实现。测试结果表明,频率合成器频率范围达到2.450~3.250 GHz;波段内偏离中心频率10 kHz处的相位噪声低于-92.5 dBc/Hz,1 MHz处的相位噪声达到-120 dBc/Hz;最小频率分辨率为13 Hz;在2.5 V工作电压下,功耗为36 mW。

基于Simulink的∑△小数N频率综合器行为级仿真

快速有效的频率综合器系统级仿真可对∑△小数N频率综合器的设计实现提供有效的帮助.在分析小数N频率综合器的基础上,建立了完整的Simulink电路仿真模型,进行快速的准电路级行为仿真,可更好表现频率综合器的时域特性,验证电路结构的正确性.仿真结果表明该方法是简捷有效的.

一种低噪声、高增益的直接下变频混频器

针对零中频接收机的应用,提出了一种低噪声、高增益的直接下变频混频器,并用0.25μmCMOS工艺实现。这种混频器结构采用电流复用注入技术,并且在开关管的共源端并联了一个谐振电感。电流复用注入提高了转换增益;谐振电感消除了共源端的寄生电容,抑制了射频信号的泄漏,减小了由间接开关机理产生的闪烁噪声。仿真得到这个混频器输出1/f噪声的拐点频率小于100kHz。在2.645GHz的射频输入下,测试得到的转换增益为15.5dB,输入三阶交调点为-3.8dBm,在中频1M处的单边带噪声系数为9.2dB。

基于CMMB标准的自校正CMOS椭圆低通Gm-C滤波器

提出了一种基于CMMB(中国移动多媒体广播)标准的9阶椭圆函数Gm-C滤波器结构.该滤波器截止频率为3.75MHz,通带波纹小于1dB,过渡带宽500kHz,在4.25MHz处衰减达40dB以上,功耗为7mW.采用0.25μmCMOS工艺,在自动校正电路的作用下,该滤波器在工艺偏差(温度在-40～90℃变化以及±10%的电源电压偏差)的情况下也能保持良好的性能,截止频率偏差不超过1%,临近信道抑制超过40dB.

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TSMC0.25μm 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15ps。

一种利用门电路实现可靠启动的基准电流源

为了解决电流和模式的基准电路的潜在启动失败问题以及使电路更加低功耗、低复杂度、高稳定性,提出了一种利用数字门电路实现可靠启动的CMOS带隙基准电流源。Spectre仿真表明,在1.8 V电源电压下,功耗为180μW,电路输出20μA参考电流,温度系数为11.9 ppm,线性度为1 054 ppm/V,输出噪声电压为0.1 mV,电源抑制比为-42 dB。采用TSMC0.18μm CMOS工艺流片。测试结果表明,电路能在15.4μs内实现可靠启动,输出参考电压稳定在1.28 V,其温度系数为89 ppm。该基准电流源已经成功地应用于工业自动化无线传感网(WIA)节点芯片的频率综合器中,并取得良好的应用效果。