一种改进的运算放大器小信号建模方法及验证

以经典的频率特性模型为基础,针对两级运算放大器结构进行分析,提出一种改进的运算放大器小信号宏模型建立方法。给出一种模型可信度评估机制,并采用BSIM3V3MOSFET模型,对改进的运放小信号建模方法进行仿真验证。与经典建模方法对比结果表明,此方法模型符合度达到99.8%,易于软件集成,可有效缩短仿真时间。     

一种改进的运算放大器小信号建模方法及验证

以经典的频率特性模型为基础，针对两级运算放大器结构进行分析，提出一种改进的运算放大器小信号宏模型建立方法。给出一种模型可信度评估机制，并采用BSIM3V3MOSFET模型，对改进的运放小信号建模方法进行仿真验证。与经典建模方法对比结果表明，此方法模型符合度达到99.8%，易于软件集成，可有效缩短仿真时间。     

基于Simulink的锁定放大器仿真技术的实现

锁相放大器是实现噪声中微弱信号参量测量的一种有效检测装置。该文介绍了锁定放大器的原理与实现方法,并利用MATLAB的Simulink工具箱对锁定放大器进行了建模和仿真。仿真结果表明,锁定放大器能很好地完成微弱信号测量。     

用于Sigma-Delta调制器的低电压跨导运算放大器

跨导运算放大器是模拟电路中的重要模块,其性能往往会决定整个系统的效果.这里设计了一种适用于高阶单环Sigma-Delta调制器的全差分折叠式共源共栅跨导运算放大器.该跨导运算放大器采用经典的折叠式共源共栅结构,带有一个开关电容共模反馈电路.运算放大器使用SIMC 0.18 μm CMOS混合信号工艺设计,使用Spectre对电路进行整体仿真,仿真结果表明,负载电容为5 pF时,该电路直流增益可达72 dB、单位增益带宽91.25 MHz、相位裕度83.35°、压摆率35.1 V/μs、功耗仅为1.41 mW.本设计采用1.8 V低电源电压供电,通过对电路参数的优化设计,使得电路在低电压条件下仍取得良好的性能,能满足Sigma Delta调制器高精度的要求.     

高速高精度流水线ADC的快速仿真方法研究

设计了一种可以与晶体管跨导运算放大器特性高度比拟的运放宏模型.用该宏模型替换采样/保持电路和MDAC模块中的晶体管级放大器电路,进行FFT分析;在仿真结果相差3.2%的情况下,仿真时间为原来的1.7%,大大缩短了流水线ADC的验证周期.在该方法的指导下,设计了一个10位20 MS/s 流水线A/D转换器.在2.3 MHz输入信号下测试,该A/D转换器的ENOB为8.7位,SFDR为73 dBc;当输入信号接近奈奎斯特频率时,ENOB为8.1位.     

二级运放建立时间与相位裕度的分析与优化

提出了一种分析两级运算放大电路建立时间和相位裕度的方法.该方法主要是通过对二级运算放大器的小信号分析,找出建立时间与相位裕度的关系,然后通过计算机仿真得出最短建立时间的相位裕度.仿真结果显示,在相位裕度为55.2°～72.85°时,建立时间能够取到最小值.最后,在已知最优化相位裕度的基础上,得出补偿电容CC的关系式,从而可以更好更方便地去设计两级运算放大器.     

微电容超声换能器的前端专用集成电路设计

针对微电容超声换能器(CMUT)微弱电流信号检测的要求,设计了一种用于CMUT的前端专用集成电路——运算放大器(OPA)电路。运算放大器电路采用两级放大结构,第一级采用全差分折叠-共源共栅结构,输出级采用AB类控制的轨到轨输出级,在运算放大器电路反相输入端和输出端通过一个反馈电阻实现CMUT电流信号到电压信号的转换。采用GlobalFoundries 0.18μm的标准CMOS工艺进行了仿真设计和流片,芯片尺寸为226μm×75μm。仿真结果表明,运算放大器的开环增益为62 dB,单位增益带宽为30 MHz,在3 MHz处的输入参考噪声电压为2.9μV/Hz^1/2,电路采用±3.3 V供电,静态功耗为11 mW。测试结果表明仿真与实测结果相符,该运算放大器电路能够实现CMUT微弱电流信号检测功能。     

InAlAs/InGaAs/InP基PHEMTs小信号建模及低噪声应用

利用改进的小信号模型对采用100nmInAlAs/InGaAs/InP工艺设计实现的PHEMTs器件进行建模, 并设计实现了一款W波段单片低噪声放大器进行信号模型的验证。为了进一步改善信号模型低频S参数拟合差的精度, 该小信号模型考虑了栅源和栅漏二极管微分电阻, 在等效电路拓扑中分别用Rfs和Rfd表示.为了验证模型的可行性, 基于该信号模型研制了W波段低噪声放大器单片.在片测试结果表明:最大小信号增益为14.4dB@92.5GHz, 3dB带宽为25GHz@85-110GHz.而且, 该放大器也表现出了良好的噪声特性, 在88GHz处噪声系数为4.1dB, 相关增益为13.8dB.与同频段其他芯片相比, 该放大器单片具有宽3dB带宽和高的单级增益.     

基于正向建模的目标超宽带电磁脉冲雷达回波仿真

为了快速获取超宽带（ultra-wideband,UWB）电磁脉冲激励下雷达目标的时域电磁响应,提出了一种基于散射中心正向建模的目标时域回波仿真方法.从目标几何模型出发,利用空间射线分集技术对强散射源进行分离,通过模型参数正向确定方法构建出目标的属性散射中心模型,用以表征目标高频电磁散射特性,并在UWB电磁脉冲激励下进行仿真运算,获得目标时域回波信号.以典型目标SLICY为例,基于正向建模的散射中心模型,快速获取不同UWB电磁脉冲激励下的雷达回波信号,与高频仿真方法得到的一维距离像（high resolution radar profile,HRRP）进行对比分析,吻合良好.由此验证了本文提出的回波仿真方法的有效性,为不同辐射源激励下目标的快速电磁响应研究提供了一种新思路.     

InAlAs/InGaAs/InP基PHEMTs小信号建模及低噪声应用（英文）

利用改进的小信号模型对采用100nmInAlAs/InGaAs/InP工艺设计实现的PHEMTs器件进行建模,并设计实现了一款W波段单片低噪声放大器进行信号模型的验证。为了进一步改善信号模型低频S参数拟合差的精度,该小信号模型考虑了栅源和栅漏二极管微分电阻,在等效电路拓扑中分别用Rfs和Rfd表示.为了验证模型的可行性,基于该信号模型研制了W波段低噪声放大器单片.在片测试结果表明:最大小信号增益为14.4dB@92.5GHz,3dB带宽为25GHz@85-110GHz.而且,该放大器也表现出了良好的噪声特性,在88GHz处噪声系数为4.1dB,相关增益为13.8dB.与同频段其他芯片相比,该放大器单片具有宽3dB带宽和高的单级增益.     

交流信号下运算放大器的单电源运用

集成运算放大器就使用电源的情况来说共有两种:一种是双电源集成运算放大器,它需要使用正负两组电源,在交流信号作用下,可以得到正负两种输出;一种是单电源集成运算放大器,它适宜于单极性信号的直流放大,在交流信号作用下,只能得到一种极性的输出.这里介绍的是给集成运算放大器加适当的偏置和耦合电路,就可以使集成运算放大器一方面使用单电源,另一方面在交流信号作用下,又可以得到失真度小的正负两种输出.     

一种改进的增益增强共源共栅放大器的设计

设计了一种适用于流水线A／D转换器的全差分跨导放大器,通过采用单端放大器的增益增强方法,使运算放大器即具有较高的直流增益,又有较小的面积及较好的版图匹配性。通过对普通开关定容共模负反馈电路的改进,改善了建立时间减小了放大器输出共模的抖动。电路采用SMIC0．18μmCMOS工艺,并在Cadence下对电路及版图进行了仿真,结果表明：小信号低频电压增益119．3dB;单位增益带宽378．1MHz;相位裕度60°。     

基于CCII的集成混沌振荡器设计

集成化混沌振荡器是混沌在实际应用中的一种重要趋势,特别是在大规模的混沌系统的电子实现方面。为了使混沌振荡器的集成度更高,并且具有较宽的频带,本文提出了一种新型的电流模式混沌振荡器。通过对自治混沌振荡器的电路模型分析,在文氏混沌电路基础上,采用CCII电路代替电压运算放大器、跨导运算放大器等传统运算放大器,实现了正弦波振荡电路,通过采用NMOS管将两个正弦振荡电路耦合最终实现电流模式混沌振荡器,通过对该电流模式混沌振荡器建模并进行仿真分析,描述了该振荡器的混沌行为,验证了该混沌电路的有效性和可行性。再通过仿真结果对比表明该混沌振荡器相比于传统的文氏混沌振荡器功耗更小、噪声抑制能力更强,由其产生的混沌信号在频带宽度、随机程度方面都有明显提高,更适合芯片集成。     

基于运算放大器的前置电路误差分析及补偿

在信号调理电路中,运算放大器是信号调理电路的核心器件.零漂、温漂和共模电压等变化会引起输出误差,如果输入信号中混有噪声或运算放大器固有噪声过大,高精度ADC(Analog-to-Digital Convertor)就失去了意义.基于上述原因,文中提出一种补偿电路设计方法,该电路选型Ti公司的OPA192精密运算放大器,...     

基于数字仿真的输电线路参数量测系统设计

为解决传统输电线路量测方法带来的干扰和误差,本文提出了一种利用实时数字仿真的输电线路参数量测。首先建立了输电线路正序等效模型。结合输电线路的工作特性,利用高频信号仿真研究工频信号下的线路特性,并提出利用差分运算放大器测量线路电流、利用模拟乘法器测量线路有功和无功,说明了微缩台架的设计原理。结合实际线路对本文的方法进行了仿真测试,说明了本文方法的有效性。     

一种简化的VBIC模型和InGaP/GaAs HBT宽带放大器设计

采用一种新的简化VBIC模型对单、多指InGaP/GaAs HBT器件进行建模.测量和模型仿真FV特性及其在多偏置条件下多频率点S参数对比结果表明,DC～9GHz频率范围内,简化后的模型可对InGaP/GaAs HBT交流小信号特性进行较好的表征.利用建立的模型设计出DC～9GHz两级直接耦合宽带放大器,该放大器增益达到19dB,输入、输出回波损耗分别低于-10dB和-8dB.     

低噪声压电电荷放大器的设计与实验研究

压电悬臂梁以其优越的性能在微纳米领域得到广泛应用。为了降低压电悬臂梁信号采集中的噪声,该文针对一种冷放电电荷放大器进行了详细的理论与仿真分析。设计实现了电荷 电压灵敏度为23.4 mV/pC的冷放电电荷放大器,并将其应用于压电悬臂梁纳米量级位移信号采集中。实验结果表明,冷放电电荷放大器具有优于经典电荷放大器的噪声特性,与理论预期、仿真分析结果相符。冷放电电荷放大器为低噪声压电信号采集提供了一种新选择。     

锁相放大器及其相关检测的仿真分析

锁相放大器是一种对检测信号和参考信号进行相关运算的电子设备.文章基于锁相放大器检测微弱信号的基本原理,简要介绍了锁相放大器的各部分组成及功能;然后在matlab中,分别以带有宽带噪声的正弦波为输入信号,以正弦波或方波作为参考信号,进行了相关检测仿真:提出了减弱相关检测中参考方波奇次谐波影响的方法,经实验证明,以方波作参考信号时,在信号通道后加入以输入信号频率为中心频率的带通滤波器减小了方波奇次谐波对直流输出的影响,使测量结果和以正弦作参考信号相当.最后介绍了其他解决方案.     

非理想逻辑输入对IBIS仿真的影响及改进方法

在高速数字电路端口建模标准IBIS的基础上,提出一种改进仿真电路结构和算法的方法,用于处理经由传输线传输的非理想信号影响IBIS驱动器仿真精度问题.简述了IBIS瞬态提取采的四波形算法,在IBIS驱动器模型中引入了表征输入影响的调制参数K,分析和比较了改进的模型与晶体管模型、B参数模型的仿真结果,以说明改进后精度的提高.     

蔡氏电路的实验制作

本文以一个简单的经典蔡氏电路作为电子技术综合实训的实验制作电路,指导学生进行工作原理分析、状态方程建模、数值仿真、运算放大器形式的蔡氏二极管等效电路设计,以及实验观察.蔡氏电路的实验制作可以让学生从简单的电路中观察到丰富的非线性物理现象,可以巩固学生对已学内容的理解.