用于温度传感芯片的开关电容积分器的设计

设计了一种应用于温度传感芯片的全差分开关电容积分器.在温度传感芯片中,Δ-Σ调制器接收温度传感模块输出电压信号,并将模拟的电压信号转换成对应的数字信号.全差分开关电容积分器是Δ-Σ调制器中最核心的元件,它把接收到的温度传感器模块输出的模拟信号转换为数字信号.在开关电容积分器的实际设计中,存在MOS开关的导通电阻和电荷注入、时钟溃通、采样尖峰等非理想因素.本文对这些非理想因素做了详细的分析,设计了一种全差分的开关电容积分器,可以抵消开关电容中电荷注入和时钟溃通带来的电压误差.同时,本文设计了一种全差分共源共栅放大器,可以很好的满足积分器的要求,从而提高整个系统的性能.

一种高单位增益带宽CMOS全差分运算放大器

设计并讨论了一种高单位增益带宽CMOS全差分运算放大器。由于折叠共源共栅结构电路具有相对高的单位增益带宽以及开关电容共模反馈电路稳定性好、对运放频率特性影响小等优点,故设计的放大器采用了折叠共源共栅结构以及开关电容共模反馈电路技术,并达到了高单位增益带宽的设计目的。基于TSMC0·25μmCMOS工艺,仿真结果表明,在2·5V的单电源电压下,运算放大器的直流开环增益为70dB,单位增益带宽为500MHz。

一种新型开关电容共模反馈电路

本文设计了一种应用于CMOS全差分折叠共源共栅结构运放中的开关电容共模反馈(SC-CMFB)电路。同传统结构的SC-CMFB电路相比,该结构能够使输出共模电平具有零延迟建立的特性,同时,共模反馈电路所需的电容减少了一半,控制时序也相对简单。基于HspiceD对电路进行了仿真验证,结果表明,该结构的共模电平建立时间相对于传统结构缩短了至少六个周期。

可调控开关电容放大器的结构设计及模拟仿真

设计了一款可调控开关电容放大器,给出了各级电路的结构图和设计思想以及仿真结果。

开关电容共模反馈理论分析

长期以来,开关电容共模反馈被广泛应用于全差分OTA中,但缺乏足够的理论分析,以至于出现设计的盲目性。本文在前人的理论分析基础上创新的提出了新的开关电容共模反馈的连续时间等效共模和差模分析模型,对开关电容共模反馈电路的共模和差模特性进行分析,进而为开关电容共模反馈电路设计提供了强有力的理论支持。

一种具有1~128倍可变增益放大器的低功耗Sigma⁃Delta ADC

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。

应用于数字音频的二阶Sigma-Delta调制器设计

设计了一个应用于数字音频处理芯片的Sigma-Delta调制器,为了提高模数转换器的解析度,采用稳定的二阶结构,通过提高过采样率来实现.采用HJTC0.18μm CMOS工艺,在1.8V电压下设计过采样率为256的二阶开关电容调制器,使用Hspice和MATLAB对电路进行了仿真分析,结果表明可以达到92.5dB的信噪比,有效位数约16位.

一种5阶1位∑-△调制器的设计

提出了一种稳定的 5阶 Σ- Δ调制器的设计与调试方法。电路采用 5阶级联结构 ,主要用CMOS开关电容技术实现 ,文章重点放在调制器结构的设计及几种防止系统发散和改进性能的途径上。模拟实验表明 ,经过改进的系统有较好的性能。

集成过抽样∑-△A/D转换器设计研究

运用CMOS集成电路设计处理对象为语音信号的二阶∑-DA/D转换器。采用全差动设计、共模反馈电路和开关电容积分器实现二阶∑-DA/D转换器。

开关电容共模反馈电路建模与实现

针对共模反馈控制信号偏低的缺点,提出1种新的主电路尾电流源结构以提高共模反馈控制信号幅值.应用时域、频域分析方法对开关电容共模反馈电路进行理论分析和推导并建立等效时域模型.在功能验证中,采用BCD工艺,以开关电容采样保持电路为例建立实际电路模型并进行仿真测试.结果证明,共模反馈电路不仅使输出差模信号毛刺减小,主电路共模抑制比增加,而且使共模反馈响应速度快、抗扰动性强、鲁棒性好.

用于加速度计接口电路的可编程增益放大器

在传统开关电容可编程放大器基础上,利用分时复用、分时输出的技术,设计了一种新型可编程增益放大器。相比传统开关电容可编程放大器,该放大器能实现连续信号输出,实现的全差分结构能有效抑制共模噪声。采用相关双取样技术,消除了失调和低频噪声。采用程序控制开关电容阵列,实现了不同的放大倍数。该放大器采用0.18μm CMOS工艺,电源电压为3.3 V。仿真结果表明,实现了近似0.05 dB步进、0~17.5 dB的增益变化范围,可调增益达1 024种。在1 kHz频率时,输出噪声为42.68 nV·Hz^-1/2。

一种四阶Σ-Δ调制器的设计与实现

文章采用自上而下(TOP-DOWN)分析方法,对单环结构的四阶Σ-Δ调制器进行了系统设计与仿真,电路设计与仿真。在系统级提出了基于systemview的高层次建模,通过系统仿真确定了关键的电路参数和性能指标。并采用前馈的方法避免了运算放大器的非线性造成调制器失真。在电路结构级采用了全差分形式,利用开关电容电路。再配合互不重叠时钟的控制,构造出系统所需的开关电容积分器。并且采用截断(chopping)技术,减小实际电路中的闪烁噪声。