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一种具有1~128倍可变增益放大器的低功耗Sigma⁃Delta ADC
1
作者 聂勇 吴旦昱 +2 位作者 王丹丹 唐朝 吴霖真 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第5期476-482,共7页
为满足传感器应用的低功耗需求,设计并实现了一种低功耗Sigma⁃Delta模数转换器(ADC)芯片。该ADC采用一阶全差分开关电容Sigma⁃Delta调制器,且集成了可编程增益放大器(PGA)和Bandgap;使用1.5 bit量化结构,相较于1 bit量化结构减小了3 dB... 为满足传感器应用的低功耗需求,设计并实现了一种低功耗Sigma⁃Delta模数转换器(ADC)芯片。该ADC采用一阶全差分开关电容Sigma⁃Delta调制器,且集成了可编程增益放大器(PGA)和Bandgap;使用1.5 bit量化结构,相较于1 bit量化结构减小了3 dB的量化误差;使用优化的反馈电路,减小了电容失配引入的误差;PGA采用轨到轨的运放电路拓扑,增大了整个芯片的电压适应范围。基于180 nm CMOS工艺对该ADC进行了设计和流片。测试结果表明:该Sigma⁃Delta ADC在采样频率512 kHz、过采样率(OSR)为256时,峰值信噪谐波失真比(SNDR)和有效位数(ENOB)分别为75.29 dB和12.21 bit,芯片功耗仅为0.92 mW。芯片能在2.3~5.5 V宽电源电压范围内正常工作,可实现最大128 V/V的增益。适用于小型传感器的信号测量应用,可以满足小型传感器低功耗、高精度的需求。 展开更多
关键词 模数转换器(ADC) 全差分开关电容器 Sigma⁃Delta调制器 1.5 bit量化 低功耗 可编程增益放大器(pga)
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用于数字电视接收机中PGA的设计
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作者 郄利波 袁小龙 《中国集成电路》 2007年第5期31-34,共4页
本文采用新型的电流模放大器和可编程的电阻反馈网络设计了一种高线性度的可编程增益放大器(PGA),单级的电压增益范围为0~20dB,增益步长0.5dB,3dB带宽1.7MHzMHz,两个输入谐波(tone)的频率为0.2MHz和0.3MHz,输出摆幅为峰峰值1V时,IM3大... 本文采用新型的电流模放大器和可编程的电阻反馈网络设计了一种高线性度的可编程增益放大器(PGA),单级的电压增益范围为0~20dB,增益步长0.5dB,3dB带宽1.7MHzMHz,两个输入谐波(tone)的频率为0.2MHz和0.3MHz,输出摆幅为峰峰值1V时,IM3大于60dB。在3.3V电源电压时功耗为2.38mW。 展开更多
关键词 可编程增益放大器(pga) 增益 带宽 线性度
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基于同步自适应匹配的模拟前端暗电流补偿方法研究
3
作者 郭仲杰 郭优美 +4 位作者 李晨 苏昌勖 王杨乐 王彬 吴龙胜 《微电子学》 CAS 北大核心 2023年第3期451-457,共7页
为抑制像素阵列在曝光阶段的暗电流对图像传感器动态范围和输出图像质量的影响,基于同步自适应的暗电流跟踪机制,提出一种电路与系统级暗电流积分补偿方法。通过采样输出有效光电信号,在无源处理阶段同步进行暗电流消除。该方法不仅可... 为抑制像素阵列在曝光阶段的暗电流对图像传感器动态范围和输出图像质量的影响,基于同步自适应的暗电流跟踪机制,提出一种电路与系统级暗电流积分补偿方法。通过采样输出有效光电信号,在无源处理阶段同步进行暗电流消除。该方法不仅可以补偿不同区域暗电流对有效光电信号的影响,而且可解决传统暗电流消除方法对读出电路动态范围会造成衰减的问题。基于该方法,在55 nm CMOS工艺下设计了一种752×512阵列规模的CMOS图像传感器,实现了完整的电路设计、版图设计与后端物理验证。结果显示,采用集成暗电流补偿技术的采样放大电路对暗电流最小补偿精度可以达到12 bit,补偿范围最大可以达到500 mV,单列功耗仅有15.84μW,同时可实现1~4倍的增益,最小增益步进6.25%。实现了从模拟前端根除暗电流对CMOS图像传感器图像质量和动态范围的影响,为高端、高性能的CMOS图像传感器设计提供了一定的理论支撑。 展开更多
关键词 CMOS图像传感器 暗电流补偿 同步自适应 动态范围 可编程增益放大器
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CMOS可变增益放大器设计概述 被引量:18
4
作者 王自强 池保勇 王志华 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期612-617,共6页
可变增益放大器是模拟单元电路之一,起着变化增益、调整信号动态范围、稳定信号功率的作用。文章综述了CMOS集成可变增益放大器的研究情况;给出了可变增益放大器的定义、应用、分类和主要指标,描述了多种开环和闭环放大器的结构,分析了... 可变增益放大器是模拟单元电路之一,起着变化增益、调整信号动态范围、稳定信号功率的作用。文章综述了CMOS集成可变增益放大器的研究情况;给出了可变增益放大器的定义、应用、分类和主要指标,描述了多种开环和闭环放大器的结构,分析了相应的增益控制方法及其优缺点;说明了在CMOS工艺下实现放大器增益按指数变化的几种途径。最后,介绍了用于无线数字通信,具有宽带、高线性、低电源电压等高性能可变增益放大器的设计实例。 展开更多
关键词 放大器 可变增益放大器 可编程增益放大器 指数增益控制
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基于ADS1299的可穿戴式脑电信号采集系统前端设计 被引量:20
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作者 谢宏 李亚男 +1 位作者 夏斌 姚楠 《电子技术应用》 北大核心 2014年第3期86-89,共4页
设计了一款可穿戴式脑电采集前端,具有采集精度高、体积小、功耗低、抗干扰性强等特点。采用ADS1299内部集成的可编程放大器(PGA)实现微弱信号的放大;同时为了消除干扰,使用限幅滤波预处理电路和ADS1299内部集成的偏置驱动放大器。实验... 设计了一款可穿戴式脑电采集前端,具有采集精度高、体积小、功耗低、抗干扰性强等特点。采用ADS1299内部集成的可编程放大器(PGA)实现微弱信号的放大;同时为了消除干扰,使用限幅滤波预处理电路和ADS1299内部集成的偏置驱动放大器。实验测试表明,该脑电采集前端设计能较好地把微弱的脑电信号提取出来,并且具有较好的抗干扰能力和实用价值。 展开更多
关键词 脑电信号 可编程放大器 偏置驱动放大器 便携式 低功耗
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高速自适应水声语音系统的设计与实现 被引量:3
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作者 党华 仲顺安 陈越洋 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期356-359,共4页
根据水声通信的复杂信道特性,设计了基于数字信号处理(DSP)的高速数字自适应多载波水声语音通信系统,采用MFSK调制技术、数据精确同步技术以及低噪PGA技术,有效地降低了误码率.通过对其关键技术的性能仿真和分析,以及在2 km长、1.5 m深... 根据水声通信的复杂信道特性,设计了基于数字信号处理(DSP)的高速数字自适应多载波水声语音通信系统,采用MFSK调制技术、数据精确同步技术以及低噪PGA技术,有效地降低了误码率.通过对其关键技术的性能仿真和分析,以及在2 km长、1.5 m深的恶劣环境中实测,该系统表现出很好的实时性和良好的语音恢复性能,传输距离大于2 km,误码率小于10-3. 展开更多
关键词 水声语音通信 多通道频移键控(MFSK) 数据精确同步 低噪程控增益放大器(pga)
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一种用于S型压电直线电机的新型驱动电源 被引量:1
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作者 梁宇 王寅 +1 位作者 黄卫清 李海林 《机电工程》 CAS 2013年第12期1520-1523,共4页
为满足S型压电直线电机多通道相位可控的驱动要求,设计并制作了一种新型驱动电源。基于直接数字式频率合成器技术和可编程片上系统,设计了S型压电直线电机所需的三路相位差120°的正弦信号发生装置。采用CD4051和LM358作为主要器件... 为满足S型压电直线电机多通道相位可控的驱动要求,设计并制作了一种新型驱动电源。基于直接数字式频率合成器技术和可编程片上系统,设计了S型压电直线电机所需的三路相位差120°的正弦信号发生装置。采用CD4051和LM358作为主要器件,设计了用于阶跃式电压调节的PGA电路。设计了线性功率放大电路,解决了叠层压电陶瓷快速放电问题。实验结果表明,所设计的驱动电源能可靠地用于该S型压电直线电机,电机运行良好,驱动信号稳定。 展开更多
关键词 压电直线电机 驱动电源 可编程片上系统 直接数字式频率合成器 可编程增益放大器
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海水总有机碳现场分析仪微光信号处理系统 被引量:1
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作者 马然 刘岩 褚东志 《计算机工程》 CAS CSCD 2013年第11期303-306,311,共5页
针对传统的实验室总有机碳(TOC)分析方法操作复杂、维护不便的问题,提出一种应用于海水TOC现场分析仪的微光信号处理系统。该系统采用光电倍增管检测化学发光反应产生的微弱信号,经微光信号处理电路结合相应复合滤波算法对信号进一步处... 针对传统的实验室总有机碳(TOC)分析方法操作复杂、维护不便的问题,提出一种应用于海水TOC现场分析仪的微光信号处理系统。该系统采用光电倍增管检测化学发光反应产生的微弱信号,经微光信号处理电路结合相应复合滤波算法对信号进一步处理,以提高信噪比。测试结果证明,该系统相比传统实验室分析方法,具有高速稳定、无污染的优点。 展开更多
关键词 总有机碳现场分析仪 光电倍增管 化学发光 带通滤波器 信噪比 可编程放大器
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基于提升小波变换的冲击性负荷电能表设计 被引量:7
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作者 岳靓婧 徐勇 +1 位作者 熊文清 陈金玲 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第5期110-114,共5页
分析了提升小波变换的分解原理,提出了基于提升小波变换的冲击性负荷电能计量新方法,并进行了冲击性负荷电能表的硬件设计。与传统电能表相比,该电能表能适应冲击性负荷情况下电流动态范围大、频带宽的测量特点。通过仿真实验,论证了该... 分析了提升小波变换的分解原理,提出了基于提升小波变换的冲击性负荷电能计量新方法,并进行了冲击性负荷电能表的硬件设计。与传统电能表相比,该电能表能适应冲击性负荷情况下电流动态范围大、频带宽的测量特点。通过仿真实验,论证了该方法的可行性,并证明了该方法在实时处理速度上要优于第一代小波变换。 展开更多
关键词 冲击性负荷 电能计量 提升小波变换 程控放大器
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用于DTV接收机的dB线性可编程增益放大器 被引量:1
10
作者 曹叶影 王海永 陈杰 《电子器件》 CAS 2008年第3期871-874,共4页
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CMOS可编程增益放大器(PGA,Programmable Gain Amplifier)。此可编程增益放大器在SMIC0.18μm CMOS工艺下实现,增益... 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CMOS可编程增益放大器(PGA,Programmable Gain Amplifier)。此可编程增益放大器在SMIC0.18μm CMOS工艺下实现,增益变化范围为0-60dB,最小增益步进0.5dB,带6pF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1V时,三阶交调失真在-60dB以下。此PGA在3.3V电压下工作,功耗小于4mW。 展开更多
关键词 CMOS放大器 可编程增益放大器 高增益变化范围 高线性度
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提高可编程增益放大器准确度的一种简单方法 被引量:1
11
作者 王利丹 《北京电子科技学院学报》 2008年第2期29-31,共3页
数字的可编程性已经成为复杂的混合信号系统里的一个非常必要的特征。可编程增益放大器已广泛应用于各种各样的系统中,它主要用于优化整个系统的动态范围。由于它是用数字信号控制并且有很大的增益范围,所以需要用开关来选择使动态范围... 数字的可编程性已经成为复杂的混合信号系统里的一个非常必要的特征。可编程增益放大器已广泛应用于各种各样的系统中,它主要用于优化整个系统的动态范围。由于它是用数字信号控制并且有很大的增益范围,所以需要用开关来选择使动态范围最大的那个增益。这篇论文讲述了一个简单的方法来提高增益的准确度。这个方法采用开关的并联和电阻的组合作为一个单元,它能使可编程增益放大器的增益和开关的可变电阻无关。我设计了一个可编程增益放大器验证了这个方法的可行性。它用0.18umCMOS技术生产,增益范围是-28~35dB,步长是1dB,有6位数字信号控制,仿真结果表明了精度可达到0.05dB。 展开更多
关键词 增益准确度 负反馈 可编程增益放大器 组合单元
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一种低功耗高分辨率可编程增益放大器的设计 被引量:1
12
作者 董超 杨虹 《电子质量》 2012年第3期34-35,48,共3页
该文设计了一种用于零中频接收机的低功耗高分辨率可编程增益放大器。该放大器采用源级电阻负反馈结构,利用跨导增强技术提高了放大器的线性度,并加入补偿电容扩展了带宽,实现了低功耗设计。该可编程增益放大器采用0.25μmCMOS工艺,仿... 该文设计了一种用于零中频接收机的低功耗高分辨率可编程增益放大器。该放大器采用源级电阻负反馈结构,利用跨导增强技术提高了放大器的线性度,并加入补偿电容扩展了带宽,实现了低功耗设计。该可编程增益放大器采用0.25μmCMOS工艺,仿真结果表明,在0.5pF负载电容的情况下,放大器增益动态的范围是0~62dB,2.5V供电电压下最大功耗为2.2mW,增益分辨率达到0.25dB,带宽10MHz,0dB增益时输入三阶交调点为17.9dBm。 展开更多
关键词 可编程增益放大器 低功耗 高分辨率 跨导增强
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提高可编程增益放大器准确度的一种简单方法 被引量:1
13
作者 王利丹 《电力电子》 2008年第2期18-20,37,共4页
数字的可编程性已经成为复杂的混合信号系统里的一个非常必要的特征。可编程增益放大器已广泛应用于各种各样的应用中,它主要用于优化整个系统的动态范围。由于它是用数字信号控制并且有很大的增益范围,所以需要用开关来选择使动态范围... 数字的可编程性已经成为复杂的混合信号系统里的一个非常必要的特征。可编程增益放大器已广泛应用于各种各样的应用中,它主要用于优化整个系统的动态范围。由于它是用数字信号控制并且有很大的增益范围,所以需要用开关来选择使动态范围最大的那个增益。这篇论文讲述了一个简单的方法来提高增益的准确度。这个方法采用开关的并联合电阻的组合作为一个单元,它能使可编程增益放大器的增益和开关的可变电阻无关。设计了一个可编程增益放大器验证了这个方法的可行性。它用0.18umCMOS技术生产,增益范围是-28~35dB,步长是1dB,有6位数字信号控制,仿真结果表明了精度可达到0.05dB。 展开更多
关键词 增益准确度 负反馈 可编程增益放火器 组合单元
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ML2036型串行接口正弦波发生器及其应用 被引量:1
14
作者 王鸿欣 《国外电子元器件》 2006年第1期41-43,共3页
ML2036是Fairchild公司推出的可编程输出频率单片集成过零正弦波发生器,无需外部元件。通过串行SPI数字接口编程输出DC~50kHz之间的任意频率,满量程分辨率1.5Hz,通过降低输出频率范围可以提高分辨率,能够提供±VREF或±VREF/2... ML2036是Fairchild公司推出的可编程输出频率单片集成过零正弦波发生器,无需外部元件。通过串行SPI数字接口编程输出DC~50kHz之间的任意频率,满量程分辨率1.5Hz,通过降低输出频率范围可以提高分辨率,能够提供±VREF或±VREF/2的电压输出幅度,是低频率低成本正弦波应用的理想选择。文中介绍ML2036的原理和特性,并结合实例给出其应用电路。 展开更多
关键词 DDS 正弦波 SPI 程控增益放大器 ML2036
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碳纳米管检测应用读出电路的设计
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作者 陈铖颖 魏聪 林海军 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期641-644,651,共5页
近年来,碳纳米管(CNTs)因其独特的结构和卓越的电学性能,在后摩尔定律时代成为了集成电路器件领域的研究热点。针对新型CNTs放大器的检测应用,设计了一款完整的放大、模数转换读出电路芯片。读出电路主要由可编程增益放大器和8 bit/20... 近年来,碳纳米管(CNTs)因其独特的结构和卓越的电学性能,在后摩尔定律时代成为了集成电路器件领域的研究热点。针对新型CNTs放大器的检测应用,设计了一款完整的放大、模数转换读出电路芯片。读出电路主要由可编程增益放大器和8 bit/20 MHz流水线模数转换器等组成,采用SMIC 0.18μm 1P6M混合信号工艺实现,电路芯片面积为1.9 mm×1.7 mm。测试结果表明,在电源电压3.3 V、信号带宽1 MHz内,其典型输出信噪失真比达45.3 dB,有效位数(ENOB)达7.23 bit,具有良好的输出动态范围和检测灵敏度。 展开更多
关键词 碳纳米管 读出电路 可编程增益放大器(pga) 流水线模数转换器 检测灵敏度
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