一种用于水听器电压检测的模拟前端电路

提出了一种用于水听器电压检测的模拟前端电路,包括低噪声低失调斩波运算放大器,跨导电容(gm-C)低通滤波器,增益放大器三部分主体电路;低噪声低失调斩波运算放大器用于提取水听器前端传感器输出的微弱电压信号;gm-C低通滤波器用于滤除电压信号频率外的高频噪声和高次谐波;最后经过增益放大器放大至后级模数转换器的输入电压范围,输出数字码流;芯片采用台积电(TSMC)0.18μm单层多晶硅六层金属(1P6M)CMOS工艺实现。测试结果表明,在电源电压1.8 V,输入信号25 kHz和200 kHz时钟频率下,斩波运放输入等效失调电压小于110μV;整体电路输出信号动态范围达到80 dB,功耗5.1 mW,满足水听器的检测要求。     

一种基于斩波技术的热电堆读出电路设计

设计了一款基于斩波技术的热电堆读出电路。读出电路包括前端放大器和2阶1bit量化Sigma-Delta调制器,其中前端放大器采用闭环结构,保证了不同温度下的增益稳定性;此外,在前端放大器和2阶1bit Sigma-Delta调制器中同时引入斩波技术,降低低频噪声和失调电压的影响,实现了较高的检测精度。读出电路采用SMIC 0.18μm 1P6M CMOS工艺实现,测试表明,在电源电压3.3V、1Hz输入信号和3kHz时钟频率下,信噪失真比(SNDR)55.4dB,有效位数(ENOB)达到8.92bit,在-20～85°C温度范围内,可检测约0.2°C的温度变化。     

嵌套式斩波运放的分析与设计

针对传统的斩波运放具有大残余失调的特点,设计了一个嵌套式斩波运放。基于SMIC0.18μm工艺,通过Spectre仿真工具进行验证与仿真,运放的开环增益达到78.3dB,共模抑制比达到112dB。在斩波频率fchophigh=10kHz、fchoplow=500Hz的条件下,通过使用非匹配斩波开关,分别对单斩波和嵌套式斩波运放进行仿真。结果表明,嵌套式斩波技术能有效减小残余失调的影响。适用于带宽较低的微弱信号检测与处理电路,如传感器前端读出电路和音频信号放大电路等。     

可移动式生物电势测量系统模拟前端设计

本文介绍了一种应用于可移动式生物电势测量系统的连续可变增益/带宽的模拟前端电路设计。本模拟前端可以对不同类型的生物电势信号进行放大和整形。为了优化电路功耗和简化电路结构,模拟前端只采用了两级放大电路。此外,对于关键晶体管的设计使电路不再需要斩波电路。系统的等效输入噪声为1.19μVrms (0.48-200Hz). 芯片在SMIC 0.18μm 工艺下进行流片。测试结果显示,虽然芯片的功耗在3V的电压下功耗只有32.1μW ,但却能成功地抓取到生物电势信号。     

斩波放大器输出纹波抑制方法综述

通过调制和解调,斩波调制技术可以有效降低放大器的输入噪声和失调电压,提升放大器的共模抑制能力,近年来广泛应用于高性能模拟前端设计。放大器的失调电压和低频噪声被调制到斩波频率,放大器输出会产生较大的纹波,需要进行滤波处理。文章介绍了斩波放大器工作原理及输出纹波的产生机制,总结了目前用于斩波放大器输出纹波抑制的研究成果,讨论了各种相关结构技术的优缺点。这为采用斩波技术的芯片设计研发人员提供了有益参考。     

一种基于CPLD的可编程FV变换电路

文章介绍了一种可编程的频率电压变换电路(F/V),将频率信号通过复杂可编程逻辑器件(CPLD)变换为与频率成正比的脉宽信号,脉宽信号控制模拟开关对基准电压信号进行斩波,斩波信号经低通滤波后输出直流电压信号。     

基于AFE4404的脉搏血氧检测系统

针对现有双波长血氧监护仪存在脉搏获取电路输出噪声大、仪器抗震性差等问题,设计一种基于AFE4404的电路用于测量心率及脉搏血氧饱和度(SpO2)。根据朗博比尔定律与经验定标法得到的三波长SpO2计算公式,以此公式为模型设计检测系统。设计中采用TI公司的三波长血氧模拟前端AFE4404芯片结合控制单元,实现脉搏信号采集;采用自主编写的上位机软件,实现心率与SpO2的计算和相关波形的显示。经过实验的验证与分析,得出系统具有输出脉搏信号噪声小、心率及血氧精度高的结论。     

光电探测器微变信号检测电路的设计

火灾探测系统常常因为光电探测器输出信号的微弱而不能工作。文中介绍了为此设计的一个微变信号检测电路。将光电控测器内阻分解为微变内阻和不变内阻。选取两路信号进行差模放大。经过计算选择特定的电路参数，使得电路输出信号和探测器微变内阻成正比关系，从而实现了微变信号的放大。；用斩波方法进行了电路输出性能的经验。对电路参数的选择进行了详细分析。     

基于单片机的数控直流稳压电源设计与制作

设计制作了一种以STC12C5A32S2单片机为核心的新型直流数控稳压电源,采用降压型斩波电路输出0~10V的可调电压并通过LED数码管显示,输出电压经过单片机A/D采样配合PWM控制斩波电路实现稳压。     

一种无源植入式神经刺激器中模拟前端的设计

设计了一种可应用于超高频无源植入式神经刺激器的模拟前端电路。对无源植入式芯片模拟前端的系统架构进行了论述,简述了前端架构中各个模块的工作原理,通过优化系统结构,减小了系统复杂度和版图面积。模块包括整流电路、电源管理电路、调制解调电路、上电复位电路和时钟产生电路。其中,整流电路工作时,效率可达到45%以上,并且能提供两种不同的工作电压。使用Cadence Spectre对设计电路进行仿真,并通过TSMC 0.35 μm BCD工艺进行流片验证。结果显示,该模拟前端的直流功耗为0.06 mW,芯片面积为0.4 mm²,可以满足植入式神经刺激器的要求。