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一种基于T型伪电阻的可调超低高通角VGA

微电子学 2015年第6期45卷 722-726页

作者：肖功利覃玉良徐卫林吴迪韦雪明桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004

为了对超低频率的生物医学信号进行有效地调节和放大,提出了一种应用于VGA直流偏置电路的阻值可调的T型伪电阻网络,其超大的等效电阻与反馈电容形成的RC高通滤波环路可构成VGA的超低高通角。电路采用SMIC 0.18μm CMOS工艺进行设计和验... 详细信息

为了对超低频率的生物医学信号进行有效地调节和放大,提出了一种应用于VGA直流偏置电路的阻值可调的T型伪电阻网络,其超大的等效电阻与反馈电容形成的RC高通滤波环路可构成VGA的超低高通角。电路采用SMIC 0.18μm CMOS工艺进行设计和验证,后仿真结果表明,其高通角调节范围为0.16~410.8mHz,增益以3dB步长从10~49dB变化,等效输入噪声达2.7μV（rms）,总谐波失真（THD）仅为0.30%,具有高通角频率超低且可调、输入噪声低和THD低等特点,适用于高精度的人体心电信号采集等生物医学系统。

关键词： T型伪电阻可变增益放大器高通角电容反馈

用于植入式神经信号记录的低噪声低功耗高精度仪表放大器的研究与设计

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用于植入式神经信号记录的低噪声低功耗高精度仪表放大器的研究与...

作者：范锐浙江大学

学位级别：硕士

近年来,神经信号记录技术蓬勃发展,对神经科学和神经义肢学的发展起着重要的推动作用,也为患者的治疗带来了希望。植入式神经记录SoC中的模拟前端接口电路是连接神经信号到数字数据处理器的桥梁,而仪表放大器位于其最前端,决定了后级模... 详细信息

近年来,神经信号记录技术蓬勃发展,对神经科学和神经义肢学的发展起着重要的推动作用,也为患者的治疗带来了希望。植入式神经记录SoC中的模拟前端接口电路是连接神经信号到数字数据处理器的桥梁,而仪表放大器位于其最前端,决定了后级模拟数字转换的精度。论文针对此开展研究,提出了一种可同时处理区域场电势和动作场电势的用于细胞外神经信号记录SoC的低电压微功耗仪表放大器的设计并予以实现。论文第一章是绪论,第二章和第三章分别讨论了电极和神经信号的特性,第四章针对输入信号和前端环境特点提出了仪表放大器的系统要求。论文的第五章对低噪声低失调放大器设计技术进行了深入的研究与讨论。在前述工作基础上,第六章给出一个高性能仪表放大器的设计。该放大器采用了独立偏置电容反馈结构对电极的失调电压实行高通滤波,将电容面积减小到仅为传统结构的1%。同时,通过避免使用电阻驱动级而降低了功耗。在运算跨导放大器（OTA）的设计中采用了自调零技术和pingpong结构将失调电压降低至微伏级。此外,还采用斩波调制技术来处理由自调零中的采样保持引起的白噪声折叠问题。所设计的1V电压一级current-starving cascode OTA,达到了160dB DC增益,2MHz的增益带宽积,电流消耗为2uA。由于内部集成了调零输入端来避免额外的偏置电流,并使用了连续时间的两级互补输入的放大器做共模反馈电路避免了电阻分压带来的额外面积和热噪声。电路中的控制逻辑中采用了D触发器和反向锁相器来消除电路延时带来的毛刺。设计在SMIC0.18μm CMOS工艺下设计仿真和流片实现,最终实现闭环AC增益为40dB,通带带宽为0.1-10kHz,在2.5kHz输入下增益误差为1.2%,THD为0.01%,输入等效噪声为36μVrms,达到了预定的设计目标。

关键词：神经信号仪表放大器电容反馈低功耗设计技术低噪声低失调

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基于LTCC工艺的带通滤波器研究与设计

基于LTCC工艺的带通滤波器研究与设计

作者：朱友杰昆明理工大学

学位级别：硕士

论文基于低温共烧陶瓷技术,简略介绍了低温共烧陶瓷技术的优点及产业发展现状,之后介绍了耦合谐振带通滤波器的基础设计理论,引入谐振器的概念,并重点对传统的特性阻抗计算公式进行总结归纳,特别是中心频率对特性阻抗值的影响,在滤波器... 详细信息

论文基于低温共烧陶瓷技术,简略介绍了低温共烧陶瓷技术的优点及产业发展现状,之后介绍了耦合谐振带通滤波器的基础设计理论,引入谐振器的概念,并重点对传统的特性阻抗计算公式进行总结归纳,特别是中心频率对特性阻抗值的影响,在滤波器输入输出端的设计过程中,微带线的抽头结构阻抗值影响着电路的性能;在设计抽头结构尺寸时,通过在特性阻抗的计算公式中引入频率因素的影响,使特性阻抗的计算更精确,减小了特性阻抗的计算误差;而且设计抽头结构的尺寸也更方便快捷,一定程度上缩短了设计时间。鉴于绝大多数特性阻抗计算软件都只存在于电脑上,本文在总结出新的计算公式后,运用JAVA语言在Eclipse软件中实现编程,并生成apk文件,可安装在Android手机客户端。紧接着论文基于LTCC工艺设计了两款SIR交指型带通滤波器。这两款交指型带通滤波器中心频率分别为在325GHz的SIR六阶交指型带通滤波器和在1561MHz的SIR四阶北斗带通滤波器。两款滤波器谐振器均采用四分之一波长的SIR结构实现,实现了器件的小型化设计;同样为增强带外抑制特性,提高通带的矩形度,在最外围两个谐振器之间添加了电容反馈,引入两个传输零点,提高滤波器的传输性能。前一个滤波器在3100MHz-3400MHZ通带内实现的插入损耗能满足小于2.65dB的要求,而且带内抖动小于0.57dB、带内驻波小于1.3dB、在1.0-2.66GHz频段带外抑制大于38dB、在2.7-2.86GHz频段带外抑制大于30dB、在3.64-3.84GHz频段带外抑制大于36dB、在4.08-4.38GHz频段带外抑制大于36dB,该滤波器的尺寸为68mm×4.2mm ×1.5mm;第二个滤波器带宽为250MHz、插入损耗为2.5dB、带内抖动小于2.0dB、在1.0GHz以下的带外抑制超过50dB、在1.9GHz～3.0GHz之间的带外抑制超过30dB、其体积为4.5mm ×3.2mm×1.6mm。最后分别进行相应的样品检测,均能够满足相应的指标要求,得到的这两种带通滤波器样品结构紧凑、尺寸比同类型的滤波器更小。

关键词： LTCC 耦合谐振电路 SIR谐振器带通滤波器电容反馈

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基于IGBT寄生参数的门极驱动技术

基于IGBT寄生参数的门极驱动技术

作者：姜海龙吉林大学

学位级别：硕士

电动汽车是当今最热门的词汇,而电动汽车的发展也是国家十三五规划的重要项目。新能源汽车电力驱动的主体是电机控制器,大功率IGBT作为高压电机控制器的核心元件,它的发展及应用至关重要。本文从IGBT实际结构出发,详细介绍了IGBT的等效... 详细信息

电动汽车是当今最热门的词汇,而电动汽车的发展也是国家十三五规划的重要项目。新能源汽车电力驱动的主体是电机控制器,大功率IGBT作为高压电机控制器的核心元件,它的发展及应用至关重要。本文从IGBT实际结构出发,详细介绍了IGBT的等效电路、IGBT的开关原理、IGBT的基本特性以及IGBT的开关损耗产生机理。并以此为基础,尽可能详细的阐述了IGBT关断反峰的产生机理,以及现阶段已有的IGBT门极驱动技术,并对其优缺点进行分析。本文针对IGBT自身的寄生参数提出了一种利用IGBT寄生参数反馈的门极驱动技术。该技术分为两种,即电容反馈和电感反馈。两种反馈方法在原理和仿真的基础上,设计实验硬件电路,并搭建实验平台,分别对两种反馈的效果,开关损耗,以及实现难易程度进行验证。最后通过对两种反馈的实验结果进行对比分析,得出结论。通过实验,基本证明IGBT的寄生参数反馈对IGBT关断时的反峰抑制有非常好的效果。对比发现,电感反馈相对于电容反馈来说,在相同反峰抑制效果的基础上,有对IGBT开关改善的作用,大大提高了IGBT的效率。本文最后对两种反馈对比分析的基础上,也提出了不足之处,并对今后发展提出了改进意见。

关键词： IGBT 寄生参数门极驱动反峰抑制电容反馈电感反馈

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面向配网运行状态在线监测的VCO设计

信息技术 2019年第4期43卷 47-51页

作者：邹宇谢振俊陈恒龙吴胜聪熊炜广西钦州供电局广西钦州535000 三峡大学湖北宜昌443002

文中提出了一种新型的5.17GHz CMOS压控振荡器(VCO),该VCO采用提高品质因子Q的电容反馈技术。该VCO能够在不需要额外衬底偏置电压的前提下,在高频段降低电路的寄生效应,并且电容反馈技术改善了电路的相位噪声,同时采用不需要衬底偏置电... 详细信息

文中提出了一种新型的5.17GHz CMOS压控振荡器(VCO),该VCO采用提高品质因子Q的电容反馈技术。该VCO能够在不需要额外衬底偏置电压的前提下,在高频段降低电路的寄生效应,并且电容反馈技术改善了电路的相位噪声,同时采用不需要衬底偏置电压的自衬底偏置技术降低了电路的功耗。测试结果表明,该VCO振荡频率带宽为4.66GHz^5.87GHz,具有22.98%的调谐率;在0.8V电压供电下,电路消耗了3m W的功耗;在1MHz偏移频率处取得了-127.8d Bc/Hz的相位噪声。该VCO的品质因数Fo M达到-197.3d Bc/Hz。

关键词：压控振荡器低相位噪声品质因子提高衬底偏置电容反馈

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离子源抑制极电源开关速度优化设计

核技术 2019年第9期42卷 30-36页

作者：潘军军刘智民蒋才超刘胜中国科学院等离子体物理研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

抑制极电源是东方超环(Experimental Advanced Superconducting Tokomak,EAST)中性束注入(Neutral Beam Injection,NBI)束加速系统电源的重要组成部分,其输出端采用以多管串联的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)作为开关。IGBT开关的性能不仅关系到电源可靠性,也直接影响引出时离子束的光学特性。为满足高压引出电源与抑制极电源上升下降沿匹配的要求,提出了以电容反馈电路来控制IGBT开关速度的方案,采用Pspice软件对IGBT电容反馈进行建模,并进行了不同参数下的仿真,最后搭建了实验测试平台对方案进行了测试。测试结果表明:反馈电阻和反馈电容的大小对反馈电路效果的影响相反,当栅极电阻和反馈电阻取较大值,而反馈电容取较小值,通过调节反馈电阻的大小可以实现较大范围调节IGBT开通速度而又对关断速度影响较小。该优化方案可以达到抑制极电源IGBT开关性能的预期指标,且具有较高的可靠性。

关键词：抑制极电源绝缘栅双极型晶体管 Pspice 电容反馈开关速度