互补金属氧化物半导体设计、仿真和物理设计的两个通道解调

Elumalai R¹,K.M.Vanitha²,ElavaarKazhaliv³

教授,部门,MSRIT,印度班加罗尔1
助理教授,部门、MSRIT班加罗尔India2 3

文摘

在本文中,我们提出了两个通道直接微分信号解调器设计。twochannel解调器接受两个独立的差模输入信号,解调提供过滤直流输出。基于模拟多路复用器(AM)选择销,选择一个频道的2通道差分信号(v1、v2)处理。解调器部分由精密全波整流(PR)、2 ndorder巴特沃斯低通滤波器(AF),和总结&差分放大器(SA) & DA)。过滤输出,减去&放大得到——(v1 + v2) & (v2-v1)分别输出两极性的。这种发现应用程序在处理从差动变压器信号。提到的解调方法要优于同步解调参数噪声性能,相位误差,额外的时钟,组件数量和准确性。

关键字

互补金属氧化物半导体放大器、整流器、过滤器、AnalogLayout

介绍

拟议中的2声道解调器的框图,如图1所示。它基本上由模拟多路复用器、运算放大器、精密整流器、活跃过滤器,加法和差分放大器。电路设计仿真模块进行特征和节奏的工具。所有的模块都集成和全功能验证了规范如表1中给出。布局设计的完成与口径和验证工具。

文献调查

迈克唐纳利[1]提出了一个系统的过程仿真软件模型的开发和研究的电感位移传感器(IDT)和信号调节电路。摘要提出了一种基于双半波整流器仿真软件模型被开发来模拟信号调节电路的行为。仿真结果清楚地展示频率约4.8 khz的敏感性和性能。这种技术被用于设计一个基于ASIC的解调器。R.A.威廉姆斯[2]和[3]Z.Z. Yu[7][8][9]显然讨论基于归纳的成像和层析过程行业雇佣了感应传感和信号调节。理查德·珀里[6]在德克萨斯州应用笔记写了每个组件的实际信号调节技术和特征的线性测量。本文还建议纠错技术的各种方法硬件和软件来提高系统的灵敏度。

电路实现

运放:由于高增益和高输出摆要求,一个两级运放被选择。运放的输入微分对pmo第一获得阶段共源放大器2 ndgain stagewith频率补偿。共源共栅电流镜偏置电路用于偏见多个两级运放的电路。两级运放的设计规范规范中给出了表2。提出了一种原理图在图2中显示了最终的设计。这条赛道是专门为低输出阻抗(~ 200Ω)。在放大器增益和相位等特征转换速率,CMRR, PSRR,输出,输出阻抗,静态电流测量和观察如表2所示。同样的运算放大器用于几块在这个项目。

AnalogMultiplexer:模拟多路复用器由两个2:1的多路复用器与选择逻辑。Multiplexersare实现通过设计模拟CMOS开关在传输盖茨(TG)原则。TG提供低电阻、低失真和损失。运放的输出缓冲区用于避免负载效应。缓冲区用于水平移动电源电压从0水平&5v±5 v。Decoderconsists最小数量的盖茨决定哪个通道选择取决于通道选择销。特征如上升时间、下降时间和测量传播延迟。

精密整流器:全波精密rectifieris使用运算放大器实现whichcancel二极管的正向电压降。非常低水平的信号(远低于二极管正向电压)仍然可以以最小的错误纠正。全波精密rectifierprovides更好的效率(81%)。特征的全波精密rectifiersuch波纹因素,测量形式因素。

活跃的过滤器:2 ndorder低通黄油值得过滤器提供了最大限度的平坦的通带响应和更少的涟漪(~ 38 mv)。二阶低通黄油值得滤波器增益等特点,滚,截止频率、品质因子等是为指定的输入信号。

加法放大器和差分放大器:求和的放大器设计的考虑放大器线性地区经营即使在最大输出摆动。放大器的区别减去过滤v1和v2直流信号。(这种差异信号提供了与极性大小信息)。与非常低的输入偏置电路设计减少抵消组件的输出。和和不同的输出来输入电压测量和绘制如表3所示。

图1所示。展示了低通滤波器的输出在夏季和差分放大器。看到,有一个小差异理论和实践价值的主要是由于运算放大器的偏置电压范围内的25 nv分别为1.7微伏在差分放大器和夏季。尽管这个系统交付输出噪声容限小于-33 mv。

模拟布局实现

以下是模拟布局技术,实现了在这个项目:匹配的天线效应,电迁移,静电放电,保护环,GDSII转换,债券垫、平面图等。设计规则检查(DRC) &布局和示意图(lv)是两个验证步骤,使用标准的EDA工具进行。完整的布局如下所示。

结论

2声道解调器的线性测量与低纹波和低偏置设计,设计过程中进行讨论,以及由此产生的模拟和分析。看到,由此产生的ASIC设计符合设计规范。

表乍一看


表1	表2	表3

数据乍一看


图1	图2	图3

图1

引用

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迈克·唐纳利/ RVDT传感器线性建模和信号调节设计,导师图形,白皮书,
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