无源UHF RFID电子标签模拟前端设计

提出了一种符合ISO/IEC 18000-6B标准的高性能无源UHF RFID电子标签模拟前端,在915MHz ISM频带下工作时其电流小于8μA.该模拟前端除天线外无外接元器件,通过肖特基二极管整流器从射频电磁场接收能量.该RFID模拟前端包括本地振荡器、时钟产生电路、复位电路、匹配网络和反向散射电路、整流器、稳压器以及AM解调器等.该芯片采用支持肖特基二极管和EEPROM的Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,读取距离大于3m,芯片面积为300μm×720μm.     

基于28nm工艺的CCOpt技术高效时钟树设计

为了设计合理高效的时钟树网络,对建立和保持时间约束以及时钟偏差进行分析,基于28 nm工艺设计了一款高速数字芯片,采用Innovus工具实施布局布线,在时钟树综合(CTS,clock tree synthesis)阶段采用CCOpt(clock concurrent optimization)技术,合理利用时钟偏差,同时优化时钟路径和逻辑路径,对时钟网络进行优化,并考察时钟树延时、时序和时钟网络功耗等指标。结果标明:与传统CTS技术相比,采用CCOpt技术时,最差时序违例和违例路径数量减少50%;布局布线时间减少2 h;芯片时钟网络内部互连功耗减少55%,泄漏功耗减少80%,有效提高了数字芯片的性能。     

基于28 nm工艺数字芯片的时钟树设计

针对纳米级设计中时钟偏移大、时序不容易收敛等问题,提出了一种有效的时钟树综合(CTS)优化方案。以28 nm工艺的数字芯片为例,根据其时钟结构特点,将CTS过程分成两步完成。利用这种方法,采用Cadence公司的APR工具Encounter对数字模块进行时钟网络的设计;对分步CTS和传统CTS两种方法进行比较。结果表明:使用分步CTS的时钟偏移减小了52%,提高了时钟网络的性能,从而时序得到了很大的改善,芯片泄漏功耗也降低了45%。     

应用于UHF RFID标签的低功耗真随机数发生器

设计了一种基于振荡采样法的真随机数发生器.针对UHF RFID标签芯片功耗低、面积小的特点,利用简单有效的电路结构增强发生器的随机性.采用频率受控的被采样数据振荡器与采样时钟异或后形成初步随机数,并增加异或链输出负反馈结构,有效提高了输出序列中"0""1"分布的均匀性,降低了序列的自相关性.标签采用SMIC 0.18μm RF CMOS工艺设计并流片,采样时钟为2MHz,总工作电流少于2μA.     

Fe,Ni掺杂(Zr,Sn)TiO4陶瓷的结构和介电性能

用电子陶瓷工艺制备主晶相为(Ｚｒ,Ｓｎ)TiO₄的介电陶瓷,(Ｚｒ;Ｓｎ)TiO₄的结构属正交晶系,空间群Ｐｂｃｎ．研究用Ｆｅ,Ｎｉ掺杂对(Ｚｒ,Ｓｎ)TiO₄陶瓷的介电性能的影响:铁掺杂降低了瓷料的烧结温度,同时减小了系统的Ｑ值(Ｑ＝１/ｔｇδ);但在一定的范围内,随着Ｎｉ掺杂量的增大,Ｑ值的下降被抑制,这可能是因为Ｎｉ离子阻碍了Ｆｅ离子扩散进入晶粒,使得Ｆｅ离子富集在晶界上,形成Ｆｅ－Ｎｉ尖晶石结构,减少了Ｆｅ对Ｑ值的影响．     

一种无源UHF RFID电子标签验证开发平台

提出了一种符合ISO/IEC 18000-6B标准的无源UHF RFID电子标签验证开发平台,其工作在915MHz ISM频带下.该平台有效减少了设计开发时间及成本,并实现了电子标签的快速原型设计.该平台包括RFID模拟前端以及采用Altera ACEX FPGA实现的标签控制逻辑.RFID模拟前端采用Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,包括本地振荡器、时钟产生电路、复位电路、匹配网络和反向散射电路、整流器、稳压器以及AM解调器等,通过调整FPGA中的标签控制逻辑,该平台实现了快速、灵活而高效的RFID验证开发.     

一种红外焦平面阵列探测器的新型非均匀性校正电路

非制冷红外焦平面阵列（IRFPA）读出电路由于工艺制造或受环境条件的影响在正常运行时会产生非均匀性。本文针对传统电路存在非均匀性这一问题,设计了基于12μm像元的非均匀性校正电路,该新型非均匀校正电路采用共源共栅电流镜产生电流,并且通过调节比例电流支路输出不同比例的电流,加入放大器负反馈结构提高电流精度,对像元阵列产生的非均匀性进行补偿。在TSMC 0.18μm工艺条件下进行仿真测试,新型校正电路进行校正之后,校正电流为368nA,积分电流为44.24nA,积分电路（CTIA）输出电压为3.81V,积分时间缩短为255.43ns,在不同的温度条件下,非均匀性问题降为3%以下,输出电压更稳定,满足设计条件。     

用于红外焦平面读出电路的新型输出缓冲器

根据红外焦平面读出电路输出缓冲器的大输出摆 幅和大压摆率的特点,设计了一种应用于红外焦平面读出电路的新 型输出缓冲器,由于输出缓冲器需要一个较大的输出摆幅,所以采用轨对轨输入以及AB类输 出的全差分运放,使其在不损失 增益的情况下提高带宽和输出摆幅;并在轨对轨结构中插入恒定跨导电路,使电路更加稳定 ;在输出缓冲器高压摆率的要求下, 输出级插入压摆率提高电路,使电路达到更好的性能。该输出缓冲器采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺,50 pF电容负载、100 kΩ 电阻负载,5V工作电压。仿真结果表明,在输入摆幅1~4.8 V的情况 下输出摆幅能到达1~4.8V,增益能达到100.34 dB,带宽 为58 MHz,正负压摆率分别为89 V/μs、－92 V/μs,其他仿真结果也均满足缓冲器的设计要求。     

一种新的红外焦平面阵列调整电路设计

提出了一种新的红外焦平面阵列调整电路(skimming)设计。新的调整电路包括MEMS像元模块和非均匀性校正模块。该电路能够减少阈值电压对传统调整电路的影响,以及对探测器制造工艺引入的非均匀性进行补偿。MEMS像元模块通过控制明像元电路和盲像元电路中的电压值用于调节电路本身的非均匀性,同时非均匀性校正电路用以弥补探测器制造过程引入的像元电阻非均匀性。该电路应用于阵列为640×480的红外焦平面阵列上,采用TSMC 0.18 μm工艺进行设计、仿真。仿真结果表明:MEMS像元模块能够使明像元电路和盲像元电路具有一致性;明像元电阻的非均匀性小于3 %,最大积分电流失调为200 nA,非均匀性校正模块的补偿电流大于200 nA,符合设计要求,使得调整模块输出电流变大,积分电压变大,达到显示效果变亮的目的。     

CMOS脉搏血氧采集传感器信号处理电路设计

针对脉搏波信号幅度小噪声大等问题,提出并设计了一款基于CMOS的脉搏血氧采集传感器信号处理电路.采用UMC 0.18 μm 1P6M CMOS工艺进行设计,提出一种能有效放大微弱信号、减小噪声且滤除高频信号的信号处理电路,从而使信号达到模数转换的输入范围.芯片测试结果表明:该芯片在1.8V单电源的供电下,输出动态范围为0.7V~1.4V,芯片的可变增益范围为30 dB~54 dB,共模抑制比和电源抑制比均大于88 dB,芯片的总体功耗为360 μW,达到了预期的效果.