基于对数放大器的微弱信号检测系统

为解决微弱光信号检测中信号动态范围宽及噪声干扰等问题,设计一种由对称晶体管等分立元件组成的对数放大器.用方波信号对该对数放大器的输入、输出及频率特性进行分析,结果表明在输入信号频率低于13 Hz时,放大器有很好的放大特性,输入信号动态范围达60 dB,小信号增益最高可达到90 dB.使用该对数放大器设计了微弱光信号检测系统,针对检测系统存在的误差问题,基于电路放大关系编写算法,该算法能有效减小系统的输出误差.实验结果表明该系统能有效检测微弱信号.     

一种16位1-kHz88-μW Δ-Σ模数调制器

分析了一个应用于测量的16位精度开关电容Δ-Σ模数调制器.该调制器采用3阶1位单环包含局部谐振器的前馈结构,在保证其具有较大的输入信号允许范围的同时引入零点优化来提高信号/噪声失真比.整体电路使用TSMC 0.35μm混合信号CMOS工艺,采用Spectre进行仿真.结果表明,在信号输入带宽为1 kHz、超采样率128条件下,调制器的动态输入范围为102 dB;在信号为-3.5 dB满幅输入时,其最大信号/噪声失真比为97.84 dB.此外,在1.5 V供电电压下,调制器的功耗仅为88μW,表现出较好的低功耗高精度性能.     

0.1-1.2GHz宽带巴伦低噪声放大器设计

提出了一种可用于0.1-1.2 GHz射频接收机前端的宽带巴伦低噪声放大器(Balun-LNA).采用噪声抵消技术,输入匹配网络的沟道热噪声和闪烁噪声在输出端被抵消,在宽带内可同时实现良好的输入匹配和低噪声性能.通过分别在输入匹配级内增加共源放大器,在噪声抵消级内增加共源共栅放大器实现单端转差分功能.电路采用电流复用技术降低系统功耗.设计基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,LNA的最大增益达到13.5dB,噪声系数为3.2-4.1 dB,输入回波损耗低于-15 dB.在700 MHz处输入1 dB压缩点为-8 dBm,在1.8 V供电电压下电路的直流功耗为24 mW,芯片面积为0.062 5 mm 2 .     

自跟踪对数域滤波器的设计

在LC梯形网络设计的基础上,提出一种流控自跟踪二阶滤波器的电路结构和实现方法.输入的电压信号先经放大电路处理后,再经限幅电路、整形电路及宽频频率电流转换电路组成的频率自跟踪电路,将放大的电压信号转换为电流信号,以该电流信号作为对数域滤波电路的偏置电流控制端间接调节滤波器的截止或中心频率,从而实现滤波频率对输入频率的自动跟踪.仿真实验结果表明,带通滤波器和低通滤波器的最高中心频率为30MHz,对输入频率的跟踪范围为1~30 MHz.仿真实验验证了该设计方法的有效性和可行性.     

用于流水线ADC的无采样保持运放前端电路

为了降低流水线模数转换器功耗与提升输入信号范围，设计了一种无采样保持运放前端电路. 移除采样保持运放降低了功耗，并改进开关时序进一步降低电路功耗；同时改进传统开关电容比较器输入，使得模数转换器可达到0 ~ 3.3 V满电源电压的量化范围. 将设计的无采样保持运放前端电路应用在一款低功耗12位50 MS/s流水线模数转换器进行验证，采用0.18 μm 1P6M工艺进行流片，芯片面积为1.95 mm2. 测试结果表明：3.3 V电压下，采样率为50 MS/s、输入信号频率为5.03 MHz时，信噪失真比（SNDR）为64.67 dB，无杂散动态范围（SFDR）为72.9 dB，功耗为65 mW.     

0.25 μm CMOS工艺10位150 MHz流水线型ADC设计

采用流水线结构完成了一个10位精度150MHz采样率的模数转换器的设计.通过采用动态比较器降低电路的功耗.在采样保持电路中使用一种新颖的自举开关,可减小失真,使得电路在输入信号频率很高时仍具有很好的动态性能.芯片采用台积电(TSMC)0.25μm CMOS工艺,其有效面积为2.8mm2.测试结果表明,最大积分非线性误差和微分非线性误差分别为1.15LSB和0.75LSB;在150MHz采样率下,对80MHz信号转换的无杂散动态范围为52.4dB;功耗为97mW.     

动态体效应CMOS施密特触发器

提出了一种利用MOS管的体偏置技术实现的低电压施密特触发器电路,利用动态体偏置实现的施密特触发器可以适用于深亚微米芯片,可广泛用于滤除芯片的输入噪声,提高输入信号的信噪比。     

基于GND采样技术的逐次逼近型模数转换器设计

针对柔性压阻式压力传感器输出信号数字化对功耗和面积的要求，设计了一款低功耗逐次逼近型（SAR）模数转换器（ADC）.电路采用了基于GND采样的单调开关切换方案降低DAC开关能耗，并使用了分段电容阵列，在进一步降低切换功耗的同时，还缩减了整体电路的面积开销.此外，电路还设计了两级预放大器来降低动态比较器的噪声和失调，采用动态元件匹配技术（DEM）来提高ADC的线性度.在 1P6M CMOS工艺下实现了该ADC的电路设计和版图绘制，芯片内核面积约，在1.8 V的电源电压下功耗为.流片测试结果显示：SAR ADC在250 kHz的采样率下以11 bit输出时，信噪失真比SNDR为65.0 dB，有效位数ENOB为10.51 bit.     

带有源巴伦的CMOS宽带低噪声放大器设计

设计了一种400～800 MHz带有源巴伦的低噪声放大器(balun-LNA).电路输入级采用共栅结构实现宽带匹配,输出端使用共源漏技术来实现巴伦功能,将单端输入信号转变为差分输出信号,利用参数优化设计来降低噪声性能.电路采用TSMC 0.18 μm RF CMOS工艺仿真,结果表明:在400～800 MHz工作频段内,balun-LNA的输入反射系数小于-12 dB,噪声系数为3.5～4.1 dB,电压增益为18.7～20.5 dB,在3.3V电压下功耗约为17.8 mW.     

两种调制方式下微腔半导体激光器的抗噪声性能

假定输入调制信号为实际语音信号,伴随语音信号的噪声为加性白噪声,在大输入信噪比前提下,对微腔半导体激光器的自发发射寿命调制、光子寿命调制两种调制方式进行了频域分析,得到了不同参数下的信噪比增益.数值模拟的结果表明,如带通滤波器的通带范围取为300～3 400 Hz,激光器的抗噪声性能基本不依赖于腔内参数;当带通滤波器的通带范围增大到一定程度,调整偏置电流和腔内参数可以实现两种调制下半导体激光器的高抗噪声性能.     

基于模糊逻辑的数字滤波器设计

针对传统滤波器单一模型设计的缺点,提出一种将滤波噪声统计特性与模糊逻辑相结合的数字滤波器设计方法.该方法根据噪声统计特性,利用缩短三角型模糊函数,确定模糊逻辑滤波器的参数.通过滤波噪声标准偏差与最大滤波噪声门限的比较,提出了分别采用单值滤波和均值滤波的方法,并推导了均值滤波方法中的周期抽样数目.给出了算法具体设计步骤,包括:滤波方法选择、连续信号周期采样、模糊化数据处理和去模糊化.仿真表明,基于模糊逻辑的数字滤波器对不同标准偏差的噪声均有良好的滤波性能,并且设计经济合理,时间开销小,软硬件易实现,有工程应用价值.     

一种低功耗的自适应偏置电路的设计

主要研究一种低电压、低功耗的自适应偏置电路结构。它没有采用目前常用的通过减少电路静态电流来降低运算放大器功耗的方法，而是通过改变电路结构，用非常小的偏置电流来补偿晶体管阈值电压的方法，从而避免了对电路暂态性能的影响。文中介绍了电路的原理，并进行了大信号分析。通过对电路的PSPICE仿真，理论值与仿真结果相差不到2％。     

直接序列扩频通信中抑制窄带干扰的非线性滤波方法

分析了干扰形式为单音和自回归过程时信噪比改善的闭合表达式。仿真结果表明，对于单音干扰，在接近载波频率处非线性滤波器比线性滤波器有10dB的信噪比改善；对于自回归形式的干扰，信噪比改善会随着输入信噪比的变化而改变，但在输入信噪比很大时，非线性滤波器比线性滤波器有近5dB的改善。     

具有平坦增益的3.1~10.6 GHz UWB CMOS低噪声放大器设计

提出了一种采用0.18μm CMOS工艺的3.1～10.6GHz超宽带低噪声放大器.电路的设计采用了电流复用技术与阻抗反馈结构,具有低功耗和平坦增益的特性.仿真结果显示,在3.1～10.6GHz频率变化范围内,低噪声放大器达到平均17.5dB的电压增益,输入和输出的回波损耗均低于-8dB,最小噪声系数约为2.8dB,在电源电压为1.5V下功耗约为11.35mW.     

Realization of magnetic signal acquisition scheme for banknotes

In order to solve the problem of low signal-to-noise ratio(about 15 d B) in magnetic signal acquisition of banknotes, a new method of magnetic signal acquisition and processing is proposed taking RMB as an example. In this method, weak signa detection is performed to reduce the noise accompanied with the signal. Seven orders of Chebyshev(Ⅰ) filter and the anti-jamming technology are used in the PCB layout, and grounding modes are introduced to reduce the noise of the amplitude waveform. The proposed method reduce the final output noise by 2/3 and the sig nal-to-noise ratio is increased to 24 d B. The experimental results show that the magnetic signal of RMB banknotes are acquired by the circuit stability, which provides an important guarantee for the improvements of the anti-counterfeit and discrimination for banknotes performance.     

一种基于自适应模糊滤波的语音增强方法

在语音识别和语者识别中，通常需要先将输入的语音信号进行去噪处理，这样可使识别的正确率大大提高，通常采用基于LMS算法和RLS算法的自适应线性滤波器来进行去噪。提出了一种基于自适应模糊滤波器的语音增强方法，该模糊滤波器是一种非线性滤波器，它在语音信号的特征域空间采用参数映射的方式来滤除噪声，并能够进行自适应结构调整和参数更新。实验结果表明，采用自适应模糊滤波器来滤除噪声比线性滤波器具有更好的效果。     

用于单片集成真空传感器的SAR型ADC设计

设计了一款适用于单芯片集成真空传感器的10位SAR型A/D转换器.轨至轨比较器通过并联两个互补的子比较器实现.信号采样时,比较器进行失调消除,提高电路的转换精度.电路采用0.5μm2P3M标准CMOS工艺制作.系统时钟频率为20MHz,输入电压范围为0～3V.在1.25MS/s采样率和4.6kHz信号输入频率下,电路的信噪比为56.4dB,无杂散动态范围为69.2dB.芯片面积为2mm2.3V电源电压供电时,功耗为3.1mW.其性能已达到高线性度和低功耗的设计要求.     

数码率低于10KbPS的双环自适应增量调制系统的研制

本文叙述一种双环自适应增量调制(TLADM)系统。它由一个内环和一个外环组成。内环是线性增量调制(LDM);外环是数字压扩增量调制(DCDM),具有量化阶自适应的功能。这种TLADM是专为移动通信研制的,具有数码率低、电路简单、单一电源、功耗低等特点。对所研制的系统进行了性能测试,在数码率为9.6KbPS时,对于400HZ正弦信号,最大的信号量化噪声比(SNR)_m是18.5dB,SNR>16dB的动态范围>25dB,800HZ正弦信号时的(SNR)_m是17.8dB,SNR>15dB的动态范围>20dB,平均单词可懂度为90％。数码率为8KbPS,400HZ正弦信号时的(SNR)_m为17.7dB,SNR>16dB的动态范围大于22dB,话音可懂。文中进行了理论分析,介绍了测试结果。     

心电信号采集的模拟前端集成电路设计

基于 SMIC 0．18μm 1 P6MCMOS 混合工艺设计了一种适用于心电信号采集的模拟前端集成电路,主要由前置放大器、带通滤波器、工频滤波器及后级放大器等组成。通过采用低噪声前置放大器技术,有效地改善了模拟前端集成电路的信噪特性;通过采用陷波器技术,有效地抑制了50 Hz 工频干扰信号。模拟前端集成电路获得了43．44 dB的中频增益以及通带为0．0956—107．3 Hz;在0．1 Hz 与 100 Hz 频率处,模拟前端集成电路分别获得15．1μ槡V ／ Hz与745 nV ／ Hz的等效输入噪声电压;在1．8 V 电源电压条件下,模拟前端集成电路的静态功耗仅为槡912．5 nW。仿真结果表明,所设计的模拟前端集成电路适合于心电信号采集要求。     

Analysis of realizable rational decimated nonuniform filter banks with direct structure

In the design of nonuniform filter banks （NUFBs） with direct structure, the location of each analysis filter, corresponding to the sampling factor satisfying maximal decimation condition, should be set properly to avoid large aliasing. In this paper, a necessary and sufficient condition for the setting of the location of each analysis filter is derived. The NUFBs, we focus on, have rational decimation factors. Based on the derived condition, the frequency support of each analysis filter for the realizable NUFBs can be determined directly in such a way that the analysis filters can extract the corresponding bands of the input signal. This provides a guideline for the design of NUFBs with direct structure in choosing proper locations of analysis filters.