一种采用分段电容DEM方法的噪声整形SARADC

针对传统动态元件匹配(DEM)方法所需硬件资源较多的问题,设计一种二阶误差反馈噪声整形SAR ADC。该设计采用分段电容以减小DAC阵列规模及误差反馈环路电容的容值,缩减整体电路的面积。在此基础上形成一种应用于分段电容阵列的DEM方法,以较小的电路复杂度为代价,减轻电容失配对信噪失真比(SNDR)等性能参数的影响。仿真结果表明,在0.3%的电容失配下,所设计的噪声整形SAR ADC采用8位电容阵列即可实现70.9dB的SNDR,所需面积仅为0.019mm^(2)。

一种分段电容式汽车燃油油位传感器

设计了一种新型的分段电容式汽车燃油油位传感器,即在两块极板间沿测量高度上等间距构造n段初始值相同的微小电容,一旦油液进入微小电容极板内其电容值就会超过初始值,通过判断这些超过初始值的电容数量即可根据其几何间距计算出油液高度。当分段数足够多时可实现高精度且与介质无关的液位测量。实验结果验证了产品的实用性和油品兼容性。

应用分段电容法测量电厂粉仓粉位

文章结合高井电厂1号B、3号B、4号B粉仓粉位测量系统的改进，介绍了分段连续电容法在粉位测量中的应用及其特点。

基于分段电容阵列的改进型逐次逼近型ADC

为缩短高速模数转换器(ADC)中高位(MSB)电容建立时间以及减小功耗,提出了一种基于分段式电容阵列的改进型逐次逼近型(SAR)ADC结构,通过翻转小电容阵列代替翻转大电容阵列以产生高位数字码,并利用180 nm CMOS工艺实现和验证了此ADC结构。该结构一方面可以缩短产生高位数码字过程中的转换时间,提高量化速度;另一方面其可以延长大电容的稳定时间,减小参考电压的负载。通过缩小比较器输入对管的面积以减小寄生电容带来的误差,提升高位数字码的准确度。同时,利用一次性校准技术减小比较器的失配电压。最终,采用180 nm CMOS工艺实现该10 bit SAR ADC,以验证该改进型结构。结果表明,在1.8 V电源电压、780μW功耗、有电路噪声和电容失配情况下,该改进型SAR ADC得到了58.0 dB的信噪失真比(SNDR)。

一种基于分段冗余电容阵列的高速SAR ADC

高速中等精度的模数转换器是通信系统中重要的组成部分。本文提出了一种基于分段冗余电容阵列的高速逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)设计方案。该设计方案通过引入分段冗余电容阵列,在降低了面积和功耗的同时,克服了高速采样下,DAC不完全建立对ADC性能的影响。所设计的两级动态比较器,通过噪声分析可知,在满足高速性能的前提下,提高了ADC的精度。基于SMIC55nm CMOS工艺,本文实现了一种12-bit 100-MS/s的SAR ADC。在1.2V电源电压和100MS/s的采样频率,差分输入接近满摆幅下,前仿真结果为SNDR为73.27dB,ENOB可达11.87bit。

一种应用分段式电容阵列的20 MS/s 10-bit SAR ADC

设计了一个10位分辨率,20 MS/s采样率的逐次逼近型模拟数字转换器(SAR ADC)。该电路通过采用分段式电容阵列设计,缩短了量化过程中高位电容翻转后所需要的稳定时间,从而提高了量化速度。此外,还提出了一种新颖、高效的比较器校准方法,以较低的成本实现了比较器失调电压的抑制。该ADC芯片基于180 nm CMOS工艺设计制造,核心面积为0.2135 mm^(2)。实际测试结果表明,在1.8 V电源电压、20 MS/s采样频率下,该ADC的信号噪声失真比(SNDR)达到了58.24 dB。

一类分段线性电容的单运放综合及其实现

本文以代数n端口实现性定理为基础,对一类分段线性电容的单运放实现原理及具体设计公式进行了讨论。给出了实现电路,并进行了实验显示。作为例子,应用一种荷控分段线性电容构造一个产生双涡卷混沌的三阶自治电路。计算机模拟与电路实验的一致结果表明,文中实现的分段线性电容具有稳定性。

基于新型电容阵列切换方式的10位低功耗SAR ADC

文中提出了一种10位低功耗逐次逼近(Successive-Approximation-Register,SAR)模/数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC),内部数/模转换网络采用一种新型的电容阵列开关切换方式,通过分段电容阵列、时序初始化和子参考电压来降低能耗,相比传统结构电容阵列的转换能耗减小了97.6%,单位电容数量减小了87%。整个ADC采用65 nm CMOS工艺进行设计,当采样频率为50KS/s,输入正弦波信号频率为1.5 k Hz左右时,ADC的有效位数(Effective Number of Bits,ENOB)为9.91位,总功耗低于450 n W,面积为136μm×176μm,非常适合植入式生物医疗电子的应用。

电容传感器集油箱油位测量系统的设计

基于海上溢油回收的特殊环境,该文设计了一种基于AT89S51单片机的海上液位测量系统。该系统采用分段电容检测的原理,以实现油水双液位的检测。合理搭建了微小电容测量的硬件电路并对单片机控制进行了软件编程。实验证明,该系统可以准确无误地应用于海上油位的测量。

基于数字自校准的14位SAR ADC的设计

为了降低电容型模数转换器(ADC)中的电容失配带来的非线性影响,提出了一种基于复用低位电容自校准的逐次逼近型(SAR)ADC电路结构,利用低位电容转化高位电容失配引起的误差电压,实现高位电容失配校准。在55 nm CMOS工艺下实现了该ADC结构。该结构ADC工作过程为失调误差提取与正常转换两阶段,失调误差提取阶段中利用低位电容将高位电容失配产生的误差电压转换为误差码并存储,将误差码与正常转化数字码求和得到最终的数字输出,实现电容失配自校准。为了提高ADC采样速率,该结构通过分段结构将电容阵列分为三段降低了单位电容数量。仿真结果表明,在1.2 V电源电压,80 MSPS采样速率下,引入电容失配后电路功耗为3.72 mW,有效位数为13.45 bit,信噪失真比(SNDR)为82.75 dB,相比未校准分别提高4.41 bit,26.58 dB。

基于16位SAR模数转换器的误差校准方法

为了实现较高精度(16位及更高)的逐次逼近(SAR)ADC,提出了一种误差自动校准技术。考虑到芯片面积、功耗和精度的折中,采用了电荷再分配分段电容DAC结构,并采用准差分输入方式提高ADC的信噪比。为了消除电容失配引入的误差,提出了一种误差自动校准算法,利用误差校准DAC阵列对电容失配误差进行量化并存储在RAM中,在AD转换过程中实现误差消除。

火电厂中储式燃煤炉煤粉仓粉位实时监测系统的研究

本文针对火电厂燃煤炉煤粉仓粉位测量的现状及存在的问题 ,提出了一种分段电容、连续正交排列 ,总线驱动的测量理论 ,并据此研制了高精度 ,高可靠性 ,高性价比的粉位实时监测系统 ,经国内 6 0多家火力发电厂的实际应用证明 ,这是一项有生命力的创新 ,值得在火电厂普遍推广应用。

中国传感器技术将跻身世界先进水平

传感器是信息时代的关键技术 目前的信息时代基本上由计算机、通信技术和传感器三大部分组成.由于大规模集成技术的高速发展,计算机、通信技术已经过关,并已普及到各行各业和千家万户,唯独传感器尚处于落后状态,形成瓶颈工业.谁掌握了这项关键技术,谁就为高新技术和自动化的高速发展铺平了道路.

12位单斜ADC的设计

介绍的单斜ADC(Analog-to-Digital Converter,ADC)应用于三维成像激光焦平面读出电路,将读出电路检测到的电压模拟信号转换为数字信号,便于后续的信号处理。根据焦平面阵列规格、对信号精度和速度的需求,选择采用单斜结构ADC,其中斜坡发生器和计数器两个模块可以所有列共用,每列只需一个比较器和寄存器。斜坡发生器采用分段电容阵列结构,大大减小了芯片面积。由于ADC精度较高,也对比较器进行了失调校准,同时提出了一种新结构,使得比较器输入范围扩大至轨到轨。提出的ADC基于0.18μm CMOS工艺进行设计,输入电压量化范围为1.1 V,量化精度为12位,转换速度为5 kHz。

基于FPGA的油水界面在线监测系统设计

采用八段电容传感器,以FPGA为采集控制核心,设计并实现了一套油水界面检测系统。该系统采用CAV424和MAX197,配合FPGA,实现油水界面信息的采集。调试结果表明,该系统测量精度高,集成度高及易于升级改造。

12位高精度低功耗SAR ADC设计

本文基于华润上华0.18um CMOS工艺,设计了一款200k S/s、12bit高精度低功耗逐次逼近型模数转换器(Successive Approximation Register ADC,SAR ADC)。本文采用线性度高的栅压自举开关提高精度;采用改进型分段电容结构,并提出非单调开关切换方案,减小了面积和功耗;采用动态比较器减小功耗;采用改进异步时序,减小关键路径延时。前仿结果表明:在200k S/s采样速率下有效位数为11.1bit,信号噪声失真比为68.5dB,平均电流11.7uA。

适用于逐次逼近型模数转换器的DAC的设计

逐次逼近型ADC是一种中等速度、中等精度、低功耗、低成本的ADC,它的实现算法虽然较为单一,但其具体结构却是多种多样的.这主要是对应不同结构的DAC,SAR ADC会表现出不同的功能.在实际应用中,我们应根据需要,选择适当结构的DAC.一般情况,DAC的面积和转换速度这两项性能会随着位数的升高而逐渐下降,文中采用了分段电容的结构对这一缺点进行了克服.

对一个新超混沌电路的研究

本文提出一个新的产生超混沌的电路。该电路非线性器件的选取不同于以往只局限于分段线性电阻的框框，而是采用分段线性负电容作为非线性元件。利用计算机模拟和电路实验方法深入分析了此电路复杂的非线性动力学性质，分别观察到了超混沌、亚超混沌、混沌、拟周期和周期荡现象，并且对其实验线路，测取一个状态变量的时间序列，利用吸引子重构技术，计算这一时间序列所对应的非负李雅普诺夫指数。

应用于14bit逐次逼近型ADC的前台数字校准算法

介绍了一种应用于14bit逐次逼近型模数转换器(SARADC)的前台数字校准算法。为了减少面积并提高匹配精度,采用了电容阵列式的数模转换器(DAC)架构;为了提高ADC的信噪比,采用了差分输入的结构;而针对电容阵列中电容失配对ADC性能的影响,提出了一种可存储、可对电容误差进行纠正的前台数字算法。使用接近理想的DAC阵列对失配较大的电容阵列进行误差纠正迭代,并通过1024次的累加迭代消除了噪声,得到了真实的电容权重。在校准之后,信噪失真比(SNDR)达到了82.4dB,无杂散动态范围(SFDR)达到了93.0dB。