一种消除失调的开关电容带隙基准电路

 本文介绍了一种基于开关电容的带隙基准芯片电路.本文巧妙地利用电容和开关的模拟电阻,实现了静态电流小,温度系数好的开关型基准电压.同时运用自动调零技术,克服了线性基准的失调缺陷,消除了运放的失调电压,提高了输出电压的失调精度.电路在0.5μm VIS CMOS工艺下实现,温度系数29×10^-6V/℃,20mV输入失调电压下的电压漂移仅为0.4mV.     

一种基于开关电流积分器的RB-COT Buck变换器

提出了一种基于开关电流积分器的RB-COT Buck变换器。通过注入电感电流纹波补偿控制环路,引入采样保持电路消除电感电流纹波的直流分量,提高了输出电压的精度。在此基础上,开关电流积分器替代原架构中的固定RC滤波器,有效提升了高工作频率下系统的响应速度,并在全频率范围内兼顾稳定性与响应速度。以全频率范围内环路稳定性作为设计基本准则,该Buck变换器在高开关频率下响应速度得到了有效提升。在1 MHz开关频率下,负载阶跃的恢复时间相比于采用固定RC滤波减少了20μs。     

一种具有采样保持功能的开关电容积分器

本文提出了一种开关电容积分器结构,运用增益提高技术的折叠式共源共栅放大器实现,可应用于具有采样保持功能的电路中.基于标准的65nm CMOS 工艺,通过 HSPICE 仿真验证,结果表明,该积分器在采样相与积分相能保持相同电平,且对输入信号起到采样和保持作用,在输入信号的 VPP =1.4V 、频率为10kHz 、采样频率为6.144M Hz 条件下,电路的 T HD 为-112dB .     

单周期控制开关电容DC-DC变换器

传统的开关电容DC-DC变换器通常采用PWM控制方法，以输出电压或者开关管的电流作为反馈信号来调节占空比，然而占空比信号的变化不能即时跟随输入电压或负载的变化，因而PWM控制方法的动态调节响应较慢。单周期控制方法是一种非线性控制技术，该技术利用开关变换器的非线性特点，对开关变量平均值实现即时的动态控制，只需在一个开关周期之内就能使开关变量平均值达到稳态，因而具有较快的响应速度。本文介绍了单周期控制方法的基本原理，并将该方法应用于一个恒定频率的升压(5V／12V)开关电容DC-DC变换器的控制．仿真结果轰明该方法是可行的。     

一种适用于开关电容电路的MOS开关栅增压电路

提出了一种新的MOS器件栅增压电路,它在减小MOS开关导通电阻的同时,减少了衬偏效应以及MOS开关输出信号的失真. 该电路采用了0.13μm 1.2V/2.5V CMOS工艺,HSPICE的仿真结果表明该栅增压电路适用于高速低电压开关电容电路.     

用于RDS信号处理的开关电容滤波器的设计

RDS是对FM广播系统应用的重大发展,其接收和解码需要性能较高的开关电容滤波器。通常采用计算z域传递函数,并将其分级用开关电容电路实现的设计方法。这种方法计算复杂,且滤波器的各级结构差异较大。文中提出一种基于重复单元的设计思路,将一个高阶开关电容滤波器拆分为几个结构完全一样的低阶滤波器单元。以二阶连续时间滤波器为基础,用开关电容模拟等效电阻,最终完成一个用于RDS信号处理的八阶开关电容滤波器,简化了设计,但同样具有较好的性能。     

多输出谐振型开关电容变换器的设计与仿真

开关电容变换器是一种典型的无感变换器,电路中主要由开关管和电容器来实现电压变换和能量转换。由于电路中不含电感和变压器,可以大大缩小电源体积、减轻重量,并且易于在芯片上集成。随着电子设备的小型化,开关电容DC-DC变换器将具有广阔的应用前景。基于开关电容DC-DC变换器的研究现状,文中系统地阐述了多输出开关电容DC-DC变换器的工作原理和设计方法,并通过系统仿真和实验验证了该类谐振型变换器的高效性。     

一种伪随机开关动作的自稳零运算放大器

设计实现了一种低失调、高增益的轨到轨运算放大器(运放),整体电路主要包含带隙基准、环形振荡器、伪随机信号发生器、主运放以及调零辅助运放。采用时间交织结构的自稳零技术降低了运放的输入失调电压,通过主运放与辅助运放增益相叠加的方式获得高增益。为了改善自稳零运放开关动作所引起的互调失真现象,设计了一种伪随机信号发生器,用于控制自稳零运放的开关动作,以一种非固定周期的伪随机时序信号代替传统的周期性时序信号,避免了由MOS开关管周期性动作引入的二次谐波甚至多次谐波,改善了运放的调零效果,消除了输出信号中的互调失真。基于0.5 μm CMOS工艺完成了整体电路的设计与流片,电路仿真与芯片实测数据均达到较好效果。在电源电压5 V,环境温度25 ℃条件下,实测输入失调电压为0.6 μV,输入偏置电流小于10 pA,开环增益为140.8 dB,共模抑制比为138.4 dB,电源抑制比为142.9 dB,该电路可用于高精度信号采集和调理。     

Programmable SC Biquad Using One Single Capacitor Bank

This paper presents a new technique for programming SC circuits using a single time-multiplexed capacitor bank, achieving a significant reduction in capacitance area. Simulation and experimental results obtained with a programmable biquad low pass filter show the validity of the proposed method.Antonio Torralba was born in Seville, Spain. He received the electrical engineering and Ph.D. degrees from the University of Seville, Seville, Spain, in 1983 and 1985, respectively. Since 1983, he has been with the Department of Electronic Engineering, School of Engineering, University of Seville, where he has been an Assistant professor, Associate Professor (1987), and Professor (1996). He has published 30 papers in journals and more than 80 papers in conferences. His research interests are in the design and modeling of low-voltage analog circuits, analog and mixed-signal design, analog to digital conversion, and electronic circuits and systems with application to control and communication.Alfredo Pérez Vega-Leal was born in Seville, Spain. He received the Electrical Engineering and Ph.D. degrees from the University of Seville, Seville, Spain, in 1998 and 2003, respectively. Since 1995, he has been with the Department of Electronic Engineering, School of Engineering, University of Seville, as research student and became an Associate Professor in 1999. His research interests are related to low-voltage low-power analog circuit design, A/D and D/A conversion.Ramón González Carvajal was born in Seville, Spain. He received the Electrical Engineering and Ph.D. degrees from the University of Seville, Seville, Spain, in 1995 and 1999, respectively. Since 1996, he has been with the Department of Electronic Engineering, School of Engineering, University of Seville, where he has been an Associate Professor (1996), and Professor (2002). He has published more than 100 papers in International Journals and Conferences. His research interests are related to low-voltage low-power analog circuit design, A/D and D/A conversion, and analog and mixed signal processing.     

一种基于开关电容的高精度低温度系数振荡器

在分析传统环形振荡器的基础上,提出了一种基于开关电容的高精度低温度系数环形振荡器。采用了带开关电容电路的频率负反馈架构,使得输出频率的精度与其温度系数仅取决于外部设定电阻与片上电容,通过合理选择外部设定电阻,即可实现高精度、低温漂的时钟输出。设计的高精度低温度系数的环形振荡器采用0.6 μm标准CMOS工艺设计。仿真结果显示,当输出频率为5 MHz时,输出频率误差≤1.74%,频率温度系数≤8.11×10-5/℃。     

谐振开关电容变换器的潜电路特性

潜电路是一种潜伏在系统中的路径或状态,仅在特定的条件下产生,使系统出现非期望的功能.本文以一个降压式谐振开关电容变换器为例,详细分析了潜电路出现时变换器的工作过程,利用电路能量守恒定理推导出变换器的潜电路特性以及潜电路发生条件.得到潜电路出现后,变换器的输出电压不再保持恒定,而是与电路参数、运行条件等密切相关,呈现出非预期特性的结论,并用实验结果加以证实.     

开关电容功率因数补偿模块的研究

论述了采用开关电容功率因数补偿模块改善整流装置的输入电流波形的方法。在对工作原理进行分析的基础上，采用PSpice仿真的方法，综合以提高输入端功率因数和转换效率、降低输入电流谐波含量和输出电压脉动系数为目标，分别对输出功率为60W，40W和15W的具有开关电容功率因数补偿模块的电子镇流器的参数进行优化，得到了具有实用价值的结果。     

基于开关电容阵列的高速多元激光回波数字化技术

设计了基于新型开关电容阵列技术的激光回波数字化系统,实现了每秒5G个采样点 (Gigabit Samples per Second, GSPS)的采样速率。利用单片模拟数字转换器件(Analog Digital Converter, ADC)实现了多元信号采样。该系统具有很大的发展潜力。介绍了多米诺环形采样器(Domino Ring Sampler, DRS)4的控制策略。设计了基于DRS4芯片的激光回波数字化电路,搭建了激光测试系统,并开展了基于DRS4的信号采样实验。实验结果表明,采用DRS4芯片进行激光回波数字化,能够达到最高5GSPS的采样速率,可实现多元系统设计,增大视场,同时降低系统功耗和成本。     

一类零电流谐振开关电容变换器的特性分析

具有零电流开关特性的谐振开关电容变换器是开关电容变换器的一种新拓扑形式.本文着重分析电路寄生参数和变换器运行条件对该类谐振开关电容变换器稳态特性的影响,推出变换器输出电压和效率的数学表达式,为研究负载或输入电压变化时变换器的输出性能提供了分析和设计依据.基于输出电压表达式,还提出谐振开关电容变换器的频率控制方案.全文以一个降压式谐振开关电容变换器为例详细说明公式的推导过程,并将此稳态特性分析推广到其它类型的谐振开关电容变换器.最后,文中设计了一台12V/5V/2.5A降压式谐振开关电容变换器样机,实验结果验证了本文的理论分析结果.     

一种新型的开关电容阵列结构

作者针地开关电容阵列在高能物理实验中的应用进行了细致的研究，提出了一种新型开关电容阵列结构，有效地改善时钟馈漏精度的影响和读出运放的失调对读出精度的影响，并且专门设计了一种能够实现“轨到轨”应用的读出运放，在电路设计和模拟的基础上，采用１．２μｍＮ阱双层金属双层多晶ＣＭＯＳ工艺进行该数模混合电路试验样片的全安制版图设计，并进行了工艺流水、测试结果表明，作者所设计的ＳＣＡ芯片成功地实现了所设想的功能     

一种基于损失电压分析的开关电容功率转换器静态模型

介绍了一种适用于多相交错开关电容功率转换器的静态模型。分析了电容与电容之间的电荷传递行为,将开关电容功率转换器中的电荷再分配损耗和开关导通损耗等价地描述为电荷传递子过程的电压损失。该模型可以简便、准确地描述任意开关频率下开关电容功率转换器的等效输出电阻。同时,运用了一种新的“比例电流近似”方法,建立了带电流负载时的电荷传递模型,用以描述和分析负载和输出去耦电容对电容功率转换器静态特性的影响。相比于传统模型,提出的模型在中等开关频率下能准确地描述开关电容功率转换器的静态特性,同时能准确地描述多相交错控制中开关电容功率转换器的输出电压纹波。     

一种基于平衡式对数域积分器的高阶滤波器

提出了一个新的工作在甲乙类状态的平衡式对数域积分器 ,用跨导线性原理分析得到其传递函数。基于该积分器电路 ,采用无源网络模拟法设计出一个 1 d B波纹的五阶切比雪夫对数域低通滤波器。PSpice仿真结果表明 ,这种新型对数域滤波器能在低电压条件下工作 ,并具有高频、宽调谐范围和低失真等特点。     

开关电容积分器的瞬态行为模型

对电路进行行为级模拟的关键是建立电子子模块的行为模型，用以描述电路模块的功能以及电路非理想效应的影响。本文采用瞬态分析方法，建立了基本模拟单元电路开关电容积分 的行为模型。由于对积分器中的运算放大器采用了单极点跨导运放模型，考虑了其有限增益、带宽、转换速率和输出阻抗的影响，提高了开关电容积分器行为模型的精度。电路模拟的结果表明，模型的误差在３％以内。     

一种基于开关电容的基准电压源

提出了一种基于开关电容的基准电压源,其输出基准电压低于1.25 V。通过增加输出级电路,保证了连续时间内输出稳定的基准电压。采用开关电容电路消除了运放输入失调电压的不利影响。采用SMIC 0.13 μm EEPROM工艺进行了流片,电路面积为0.007 mm²。测试结果表明,该基准电压源在常温下输出的基准电压为820 mV,在1.1~1.7 V电源电压范围内的电压调整率为2.336 mV/V,在-40 ℃~80 ℃范围内的温度系数为6.75×10-5/℃。     

用开关电容网络改善DC-DC变换器性能的研究

将串并电容组合结构,极性反转开关电容网络和推挽开关电容网络和ｂｕｃｋ,ｂｏｏｓｔ,Ｃｕｋ及ｂｕｃｋ－ｂｏｏｓｔ等传统ＤＣ－ＤＣ变换器相结合,构成一系列新的变换器拓扑结构。理论分析和实验结果秀助于提高具有悬殊电压变化比的ＤＣ－ＤＣ变换器的工作频率和动态响应,还能拓宽变换器的电压变换范围。