基于内置时钟的低功耗高精度SPAD阵列读出电路

SPAD阵列的规模不断扩大对读出电路(Read-out Integrated Circuit,ROIC)提出了更高的要求,时间数字转换器(Time to Digital Converter,TDC)是ROIC的核心电路,完成对光子飞行时间(Time-of-Flight,TOF)高精度量化。为避免大规模阵列中高频时钟信号长距离走线而引起的串扰和噪声干扰,抑制初相误差引起的检测精度退化,设计了一种基于内置时钟的ROIC阵列电路,阵列像素间距均为100μm,内置于各像素内的门控环形振荡器(Gated Ring Oscillator,GRO)独立提供像素TDC所需的高频分相时钟信号,各像素GRO均由像素外置锁相环(Phase Locked Loop,PLL)产生的压控信号控制。由于采用一种基于事件驱动的检测策略,只量化光子事件有效触发的TOF,有效降低了系统功耗。该芯片采用TSMC 0.18μm 1.8 V标准CMOS工艺制造,测试结果表明:TDC的时间分辨率和量程分别为102 ps和100 ns,微分非线性DNL低于0.8 LSB,积分非线性INL低于1.3 LSB,系统功耗小于59.3 mW。

SPAD阵列读出电路关键技术与发展趋势(特邀)

首先针对SPAD阵列读出电路的特点,将电路主要分成接口电路与信号处理电路两大部分,其次根据单光子雪崩光电探测器的阵列的不同应用场景,阐述了集成读出电路中核心电路模块设计的关键技术。分别从SPAD的接口电路设计、两种典型应用成像模式(光子计时、光子计数)中核心电路的设计方面,详细分析此类电路的关键技术以及国内外研究团队在此类电路的研究进展与存在的问题。最后根据目前国内外研究的进展情况,分析了SPAD阵列集成读出电路的发展趋势以及各类电路存在的设计重点与难点,为SPAD阵列读出电路的设计提供一些参考。

中心城区开发边界内详细规划单元划定探索——以定西市为例

详细规划单元划定,具有承上启下的关键作用,很好地解决了大尺度宏观性规划与小尺度规划分层衔接的问题,是落实总体规划要求和开展详细规划编制的重要基础,进一步提升规划的可操作性、可实施性,使规划管用、能用、实用。以甘肃省定西市中心城区为例,运用城市更新和生活圈等理念,充分考虑行政管理边界、地理空间要素、现行控制性详细规划、生活圈、用地权属边界等诸多因素。探索定西市中心城区开发边界内详细规划单元划分和单元类型识别。

地方党刊做好重大主题报道的策略选择

做好重大主题报道是党刊发挥“喉舌”作用、彰显媒体担当的重要载体,也是提高党刊传播力、引导力、影响力、公信力的重要抓手。作为地方党刊,要参与重大主题报道的同题竞争,应正视自己面临的优劣势,扬长避短,错位竞争,找到适合自己的策略和路径。本文结合《新湘评论》的办刊实践,分别从内容策略、叙事策略、传播策略三个层面分析了地方党刊做好重大主题报道的创新策略和路径。

西药房药学服务质量的提升方法以及应用效果分析

目的:分析西药房药学服务质量的提升方法以及应用效果。方法:2021年05月~2022年05月,在我院门诊就诊患者中选取85例及西药房工作人员12名,设为对照组,开展药学常规服务,于2022年06月~2023年06月,在我院门诊就诊患者中选取85例 西药房工作人员12名,设为观察组,进行药学优质服务,对比组间应用效果。结果:观察组药品差错情况较对照组低,工作人员工作质量较对照组优,满意度较对照组高(P<0.05)。结论:西药房药学质量改善,可将用药有效、安全保障提供给患者,避免发生差错事件,提高工作质量,提升满意度,可借鉴。

解放思想是为了更好统一思想

习近平总书记曾深刻指出:“解放思想的过程就是统一思想的过程,解放思想的目的是为了更好统一思想。”这一重要论述为我们正确把握和处理解放思想和统一思想的辩证关系提供了重要遵循。

一种应用于TDC的低抖动延迟锁相环电路设计

本文采用双延迟线和防错锁控制结构,结合对电荷泵等关键模块版图对称性的匹配控制,设计了一种针对(Time-to-Digital Converter,TDC)应用的宽动态锁定范围、低静态相位误差延迟锁相环(Delay-Locked Loop,DLL)电路.基于TSMC 0.35μm CMOS工艺,完成了电路的仿真和流片验证.测试结果表明,DLL频率锁定范围为40MHz-200MHz;静态相位误差161ps@125MHz;在无噪声输入的理想时钟驱动下,200MHz频率点下的峰-峰值抖动最大为85.3ps,均方根抖动最大为9.44ps,可满足亚纳秒级时间分辨的TDC应用需求.

重症监护病房内上消化道出血的临床分析

目的探讨重症监护患者上消化道出血的主要因素，以及并发上消化道出血与病死率的关系。方法回顾分析重症监护病房（ICU）并发上消化道出血（急性非静脉曲张性上消化道出血）急危重病患者252例，按发病后上消化道出血发生时间与病死率的关系进行比较分析，并根据治疗超过3d后继发感染和上消化道出血与病死率的关系进行比较分析。结果发生上消化道出血的主要疾病为脑血管意外和重度颅脑损伤；上消化道出血出现时间愈早（分别为〈1d、1～3d、〉3d）死亡率愈高（P〈0．05）；治疗超过3d后出现继发感染者上消化道出血发生率增加（P〈0．05），其中呼吸机相关性肺炎35例，占83．33％，且继发感染伴上消化道出血患者病死率增加（P〈0．05）。结论ICU患者出现上消化道出血提示预后不良；及时发现上消化道出血，防治感染尤其是呼吸机相关性肺炎等对ICU患者预后有重要意义。

采用APD单光子阵列读出集成电路的红外测距技术

红外单光子探测因其超高的检测灵敏度和信噪比,有效提升了弱光检测系统的性能水平。基于TSMC 0.35μm CMOS工艺,提出了一种阵列型数字式红外读出电路及其应用系统的设计方法。采用由OSC多相时钟构成的低段全局共享TDC和高段像素独享TDC的两段式阵列结构,在170 MHz时钟频率下,实测获得了小于1 ns的时间分辨率和3μs的量程,并在1 k Hz的帧率下采用串行模式输出数据,经相关数据处理,最终实现测距轮廓成像的功能。

基于失配控制的非线性补偿带隙基准电路设计

在一阶线性补偿基准非线性温度特性分析基础上,提出了利用基准电路内部可控非线性失调电压实现高阶补偿的方法,即利用3路互偏结构代替传统基准电路中的2路自偏置结构,在宽温度范围内,理想状态下的基准温度系数相比一阶线性补偿明显降低.与其他类型的分段高阶补偿相比,基于失配补偿的带隙基准不仅结构简单,而且工艺稳定性更好.基于CSMC 0.18μmCMOS工艺完成了该基准电路的MPW验证,在-20～120℃温度范围内,基准温度系数的测试结果最低为6.2×10-6/℃.基于理论与实测结果误差产生原因的分析,提出了电阻修调以及面积功耗折中方面的改进措施.

数据锁存处理的低误码率编码方法研究

对于时间信号量化后的数字编码处理,传统编码方法高频条件下存在高误码率导致数据量化精度退化的问题。该文从数据误码根源分析入手,建立起不同状态模式下包含锁存和延迟失配效应的误码解析分析模型,并在二进制和格雷码编码方法对比的基础上,分析了低误码率的同频码编码设计方法。基于TSMC 0.35?m CMOS工艺,完成了采用同频码编码方法的时间数字转换器(TDC)电路及其版图设计,多项目晶元(MPW)芯片的测试结果表明:同频编码的误码率相比同等条件下传统编码方法的误码率明显降低,并与理论分析基本吻合。

高速浮点乘法器设计

设计了一种符合IEEE-754标准的32bits高速CMOS浮点乘法器。该乘法器采用MBA算法和基于4:2compressor的树型结构完成CarrySave形式的部分积压缩,再由高速CarrySelect加法器求得乘积。电路设计采用了新型的高速加法运算单元。乘法器采用0.35μm制程,内含19,197个晶体管。3.3V工作电压下(室温),乘法器延迟时间为3.807ns,功耗为107mW@100MHz。

CMOS亚阈型带隙电压基准的分析与设计

带隙基准可提供近似零温度系数和大的电源电压抑制比的稳定电压基准,且与工艺基本无关。文中分析了M O SFET工作于强反型区与亚阈区的电压和电流限定条件,结合自偏置电路结构,给出了一种基于亚阈区的低功耗CM O S带隙基准电路的设计。

一种锂离子电池线性充电控制系统设计

在分析单节锂离子电池恒流(含涓流)与恒压独立充电方式的基本原理和典型结构基础上,根据锂离子(Li-ion)电池充电的基本功能要求,通过对恒流、恒压基本结构输出级耦合的控制方式,结合对电池电压与电流的精确检测与监控,设计了一种结构简单、控制稳定有效的锂电池线性充电控制系统。基于CSMC0.6μmCMOS工艺的仿真结果表明,系统在各种状态下均能可靠实现涓流、恒流、恒压的阶段式充电切换控制,并且恒流、恒压充电的精度可分别达到5%和1%以内。

经皮扩张气管切开术在ICU危重患者的临床应用

目的研究经皮扩张气管切开术在ICU危重症患者的临床应用。方法将25例经皮扩张气管切开术患者为实验组,随机选择近年来ICU传统开放性气管切开术患者24例为对照组,比较两组的手术时间,切口大小,术中出血量及术后并发症。结果实验组手术时间为(8.4±2.3)min;切口长度为(1.5±0.4)cm,术中出血量为(8±2.5)ml,明显低于对照组。术后一周并发症的发生率也低于对照组。结论经皮扩张气管切开术的开展使手术时间明显减短,术中出血少,切口愈合瘢痕小,并发症少。适合ICU危重症患者的应用。

一种低功耗大摆率Class-AB OTA电路设计

为提高低功耗条件下运放电路的工作速度,基于Class-AB复合型差分对、非线性电流镜传输、交叉耦合对管正反馈3种结构的有机组合,提出了一种高速运算跨导放大电路(OTA)的结构设计方案.该方案在低功耗条件下,电路具有优异的摆率倍增性能,同时电路小信号带宽与低频增益得到一定程度的改善.电路采用CSMC 0.5μm CMOS工艺进行设计并完成MPW流片.在5 V电源电压下测试得到的电路静态功耗仅为11.2μA,最大上升沿与下降沿摆率分别为10和2 V/μs,低频增益60 dB以上,单位增益带宽达到3 MHz.结果表明,新型Class-AB OTA电路比同类参考OTA电路具有更高的大信号瞬态响应品质因子.

低温载流子冻析效应及其对半导体器件电性能的影响

结合载流子热激发和场致激发的电离理论，对计算电离杂质浓度的物理模型和计算方法进行了修正，由于考虑了载流子的费米统计分布、载流子对杂质电离能的屏蔽作用、ＰｏｏｌｅＦｒｅｎｋｅｌ强场理论和自加热等物理效应的影响，因而可精确描述低温下载流子冻析效应、浅能级杂质的陷阱行为及其对低温器件交直流性能的影响。

一种脉冲振荡电路的分析与设计

采用开关元件控制的恒流充放电是产生稳定非正弦振荡波的主要方法。文章利用施密特(Schmitt)触发器为核心的状态延迟及转换元件,并采用恒流充放电技术,配合精确的时序控制,实现了一种高稳定的低功耗矩形波振荡电路。

一种液晶显示倍压电路的分析与设计

基于电容电荷传输的倍压原理,针对上华CSM C 0.6μm DPDM数模混合CM O S工艺,设计了一种极性可控的n(n≤5)倍压电泵电路,用以生成液晶显示(STN LCD)驱动所需的多种高压电平。

深亚微米半导体器件模拟方法的分析与设计

对半导体器件模拟软件系统的构造进行了全面系统的分析，对所涉及到的关键问题进行了深入讨论。研究了适合于深亚微米半导体器件的流体动力学模型的物理实质、相互关系和选取原则，总结了非线性偏微分方程组系统的离散技术，提出了可行的迭代求解算法与方法，完成了面向对象的模拟软件结构分析与系统设计，初步探讨了基于ＣＯＲＢＡ