Bi-CMOS工艺的高精度单向模拟开关研究

分析了一种以 Bi- CMOS工艺实现的高精度单向隔离模拟开关 ,这种开关用在高速A/D转换器中使电路结构大为简化。通过对开关特性的理论分析、电路模拟及工艺验证 ,证明了这种模拟开关所具有的高速可控性和传输信号的精度均优于双极工艺所实现的单向隔离模拟开关。

高精度单向模拟开关的设计及其基于CMOS工艺的电路实现

提出并设计了一种基于 CMOS工艺实现的高速高精度的单向隔离模拟开关 ,该开关用在高速两步法 A/D转换器中使电路结构大为简化 .通过对开关特性的理论分析与电路模拟 ,证明了这种模拟开关具有高速可控性 。

多通道SAR型数字变换器的设计与实现

针对某项目多通道数字变换器的设计,提出了一种高可靠性、高精度的模数转换方案。为完成12路传感器信号的采集、4路电压电流的采集,对硬件电路进行了详细的分析与优化。待采集信号先后通过信号调理、模拟开关、分压跟随以及抗混叠滤波对其进行处理,并对链路的建立时间进行分析,最后采用逐次逼近型AD芯片进行转换,通过与上位机配合验证数据的采集精度。经过大量实验数据验证,采集精度均能优于0.5%,达到任务要求。

聚合物光波导开关阵列的驱动系统设计

为驱动光波导开关阵列实现信号的调制,需要对较多数量光路进行电驱动。针对驱动电路电压调校过程繁琐,驱动电压精度不高等问题,设计了一种基于STM32的自动调校驱动电压的控制系统,其主要包括主控模块,驱动模块和光接收模块。驱动模块对光芯片进行驱动,并可控制其输出调制信号;光接收模块能实现可调放大探测功能,实时探测光芯片输出光功率,并传送给主控模块中的模数转换器;主控模块接收记录芯片的输出状态,并自动调节遍历驱动电压。系统硬件部分以单片机最小系统及串口屏为主控单元,通过数模转换器模块实现光开关的驱动控制,利用光接收模块接收光开关反馈;软件部分以5 mV的精度对20 V以内的电压进行自动控制,并实时采集光芯片的反馈以对校正电压记录。利用该系统对光开关芯片的测量实验结果表明,该设计可通过校正电压对光开关进行有效驱动,降低了成本,实现对输出信号实时检测与控制,缩短了电压调校时间,有效提高了光开关阵列驱动电压精确度,在片上光互联的开关阵列等方向具有良好的应用前景。

一种用于常开型智能视觉感算系统的极速高精度模拟减法器

常开型智能视觉感算系统对图像边缘特征提取的精度和实时性要求更高,其硬件能耗也随之暴增。采用模拟减法器代替传统数字处理在模拟域同步实现感知和边缘特征提取,可有效降低感存算一体系统的整体能耗,但与此同时,突破10^(–7)s数量级的长计算时间也成为了模拟减法器设计的瓶颈。该文提出一种新型的模拟减法运算电路结构,由模拟域的信号采样和减法运算两个功能电路组成。信号采样电路进一步由经改进的自举采样开关和采样电容组成;减法运算则由所提出的一种新型开关电容式模拟减法电路执行,可在2次采样时间内实现3次减法运算的高速并行处理。基于TSMC 180 nm/1.8 V CMOS工艺,完成整体模拟减法运算电路的设计。仿真实验结果表明,该减法器能够实现在模拟域中信号采样与计算的同步并行处理,一次并行处理的周期仅为20 ns,具备高速计算能力;减法器的计算取值范围宽至–900~900 mV,相对误差小于1.65%,最低仅为0.1%左右,处理精度高;电路能耗为25~27.8 pJ,处于中等可接受水平。综上,所提模拟减法器具备良好的速度、精度和能耗的性能平衡,可有效适用于高性能常开型智能视觉感知系统。