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一种大带宽、高增益的高速跨阻放大器芯片设计
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作者 班郁 《太赫兹科学与电子信息学报》 2025年第1期35-39,共5页
提出一种可用于高速光接收系统的宽带跨阻放大器(TIA)芯片架构和电路设计。跨阻放大器芯片作为光电探测器后端电路,可对探测器输出的电流信号进行低噪声放大,并使其满足速率和系统灵敏度需求。高速跨阻放大器设计架构由跨阻放大器核心... 提出一种可用于高速光接收系统的宽带跨阻放大器(TIA)芯片架构和电路设计。跨阻放大器芯片作为光电探测器后端电路,可对探测器输出的电流信号进行低噪声放大,并使其满足速率和系统灵敏度需求。高速跨阻放大器设计架构由跨阻放大器核心电路、单端到差分转换电路以及限幅放大器电路3部分组成。在限幅放大器设计中,利用密勒效应引入可调电容平衡高频电路输出电压幅度、带宽和电路稳定性,实现信号宽带接收、限幅放大以及外部驱动等功能,提升高速传输信号的质量。通过在不同工艺角下对芯片进行小信号幅频特性分析、噪声仿真及大信号时域分析,进一步验证了跨阻放大器芯片的带宽、噪声和灵敏度以及传输特性等芯片各项性能指标。 展开更多
关键词 宽带跨阻放大器(tia) 高速光收发 密勒效应
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高光谱应用的带可调复位时间CDS的低噪声红外焦平面读出电路
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作者 吴双 梁清华 +1 位作者 陈洪雷 丁瑞军 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期268-278,共11页
低辐射量的高光谱应用对红外焦平面读出电路(ROIC)提出了低噪声的设计要求。相关双采样(CDS)是常用的减少噪声的结构。本文通过调节钳位和采样保持之间的时间间隔来改进CDS,可灵活消除低频噪声。采用180 nm CMOS工艺设计和制造了640... 低辐射量的高光谱应用对红外焦平面读出电路(ROIC)提出了低噪声的设计要求。相关双采样(CDS)是常用的减少噪声的结构。本文通过调节钳位和采样保持之间的时间间隔来改进CDS,可灵活消除低频噪声。采用180 nm CMOS工艺设计和制造了640×512规模、15μm像元中心距的读出电路。输入级集成了低噪声CTIA与本文提出的可调复位时间CDS(AICDS),所设计的时序产生器使CDS复位时间可以延长0~270个时钟周期。通过延长复位时间减少这个时间间隔,噪声电子数可以由39 e^(-)减少到18.3 e^(-)。SPECTRE仿真结果和实验测试结果证实了提出的AICDS结构可以提升高光谱应用读出电路的噪声性能,因此可以广泛应用。 展开更多
关键词 高光谱成像 读出电路 可调时间间隔 Ctia CDS 低噪声
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基于跨阻抗前置放大器的宽频带感应式磁传感器的设计与验证
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作者 周斌 薛永亮 +4 位作者 陶然 程炳钧 王子栋 张海波 吴新哲 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期169-177,共9页
本文建立了一种基于跨阻抗前置放大器的磁传感器信号传递模型,并在该模型的基础上推导出磁传感器的灵敏度和噪声理论值.根据理论推导的结果,进一步研究了感应式磁传感器设计方法,以带宽0.01~10 kHz,噪声1 fT·Hz^(–1/2)(1~10 kHz)... 本文建立了一种基于跨阻抗前置放大器的磁传感器信号传递模型,并在该模型的基础上推导出磁传感器的灵敏度和噪声理论值.根据理论推导的结果,进一步研究了感应式磁传感器设计方法,以带宽0.01~10 kHz,噪声1 fT·Hz^(–1/2)(1~10 kHz)作为设计目标设计了一个感应式磁传感器,并对这一传感器进行了性能验证试验.在处理频率响应测试数据时设计了一种基于信号调制的处理方法,有效提取特定频率得到幅值和相位,并降低了随机噪声的干扰,磁传感器–3 dB带宽达到了0.01~10 kHz.在评估传感器噪声时,采用双探头差分的方法消除了环境的干扰,设计了相位差分析的评估方法,确认在哪些频带双探头探测的信号是同源的,在这些频带采用差分法评估是有效的.评估的结果是,传感器在1~10 kHz实现了1 fT·Hz^(–1/2)噪声水平. 展开更多
关键词 感应式磁传感器 搜索线圈 跨阻抗放大器 传递函数 噪声 数据处理
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应用于10Gb/s光接收机的全差分CMOS跨阻前置电路设计 被引量:3
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作者 王巍 武逶 +5 位作者 冯其 颜琳淑 王川 王冠宇 袁军 王振 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期1587-1592,共6页
设计了一种的低成本、低功耗的10 Gb/s光接收机全差跨阻前置放大电路。该电路由跨阻放大器、限幅放大器和输出缓冲电路组成,其可将微弱的光电流信号转换为摆幅为400 m Vpp的差分电压信号。该全差分前置放大电路采用0.18μm CMOS工艺进... 设计了一种的低成本、低功耗的10 Gb/s光接收机全差跨阻前置放大电路。该电路由跨阻放大器、限幅放大器和输出缓冲电路组成,其可将微弱的光电流信号转换为摆幅为400 m Vpp的差分电压信号。该全差分前置放大电路采用0.18μm CMOS工艺进行设计,当光电二极管电容为250 f F时,该光接收机前置放大电路的跨阻增益为92 d BΩ,-3 d B带宽为7.9 GHz,平均等效输入噪声电流谱密度约为23 p A/(0~8 GHz)。该电路采用电源电压为1.8 V时,跨阻放大器功耗为28 m W,限幅放大器功耗为80 m W,输出缓冲器功耗为40 m W,其芯片面积为800μm×1 700μm。 展开更多
关键词 光接收机 CMOS前置放大电路 跨阻放大器 限幅放大器
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抗干扰高线性射频前端设计 被引量:6
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作者 陈志坚 蔡敏 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期37-43,共7页
为抑制干扰和提高电路的线性,采用0.13μm RF CMOS工艺设计了一款无需声表滤波器的射频前端电路系统.该设计采用一种新的带干扰消除环路可变增益低噪声跨导放大器、25%占空比本振信号的无源混频器和互阻放大器架构来实现抗干扰、低噪声... 为抑制干扰和提高电路的线性,采用0.13μm RF CMOS工艺设计了一款无需声表滤波器的射频前端电路系统.该设计采用一种新的带干扰消除环路可变增益低噪声跨导放大器、25%占空比本振信号的无源混频器和互阻放大器架构来实现抗干扰、低噪声、高线性的射频前端.流片和测试结果表明:该电路抑制带外强干扰达20 d B以上,在2.4 GHz可实现44.98 d B增益和2.03 d B噪声系数,同时获得-7 d Bm的输入三阶互调截点和+72 d Bm的输入二阶互调截点,实现了无需声表滤波器和抗干扰特性;整个射频前端供电电压为1.2 V,功耗为36 m A. 展开更多
关键词 声表滤波器 射频前端 跨导放大器 无源混频器 互阻放大器
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10Gb/s 0.18μm CMOS光接收机前端放大电路 被引量:3
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作者 金杰 冯军 王志功 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2003年第12期44-46,共3页
介绍了利用TSMC 0.18μm CMON工艺设计的应用于SDH STM-64速率级(10Gb/s)光接收机前端放大电路。该电路由前置放大器和作为主放大器的限幅放大器构成,其中前置放大器采用RGC形式的互阻放大器实现,限幅放大器采用改进的Cherry—Hooper结... 介绍了利用TSMC 0.18μm CMON工艺设计的应用于SDH STM-64速率级(10Gb/s)光接收机前端放大电路。该电路由前置放大器和作为主放大器的限幅放大器构成,其中前置放大器采用RGC形式的互阻放大器实现,限幅放大器采用改进的Cherry—Hooper结构。模拟结果表明该电路可以工作在10Gb/s速率上。 展开更多
关键词 光接收机 前置放大器 限幅放大器 CMOS 工艺设计 放大电路 光纤通信系统
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一款基于解调信号相位矫正技术的低噪声微陀螺接口电路芯片 被引量:4
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作者 吴焕铭 杨海钢 +1 位作者 尹韬 吴其松 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期2524-2531,共8页
该文针对设计了一款基于解调信号相位矫正技术的低噪声微陀螺接口电路芯片。读出电路采用全差分跨阻放大器结构优化噪声性能,获得了0.63 aF/Hz的等效输入电容噪声。检测通路中采用双通道正交解调技术和解调信号相位矫正技术,完全消除... 该文针对设计了一款基于解调信号相位矫正技术的低噪声微陀螺接口电路芯片。读出电路采用全差分跨阻放大器结构优化噪声性能,获得了0.63 aF/Hz的等效输入电容噪声。检测通路中采用双通道正交解调技术和解调信号相位矫正技术,完全消除了机械正交信号的干扰。芯片在0.35μm CMOS工艺下实现,与电容式微陀螺的联合测试表明,微陀螺系统的输入等效噪声为0.01o/s/ Hz ,在8.5 mV/o/s标度因子和5 V供电电压条件下,陀螺量程达到了±200o/s,线性度为2‰。 展开更多
关键词 电容式微陀螺 跨阻放大器 解调信号相位矫正
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跨阻放大器的带宽扩展技术 被引量:1
8
作者 韩良 张兴宝 +1 位作者 王新胜 赵富菊 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2008年第12期41-44,共4页
提出了一种针对CMOS跨阻放大器的带宽扩展技术.基于此技术,采用应用于0.18μm 1.8V CMOS工艺,设计了一个RGC结构的跨阻放大器.仿真结果表明,该放大器具有66dB的跨阻增益,4.49GHz的带宽,输入等效噪声电流平均值为11.5pA/(Hz)~(1/2),该... 提出了一种针对CMOS跨阻放大器的带宽扩展技术.基于此技术,采用应用于0.18μm 1.8V CMOS工艺,设计了一个RGC结构的跨阻放大器.仿真结果表明,该放大器具有66dB的跨阻增益,4.49GHz的带宽,输入等效噪声电流平均值为11.5pA/(Hz)~(1/2),该电路的功耗仅为15.4mW. 展开更多
关键词 CMOS RGC 跨阻放大器 容性退化
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基于0.18μm CMOS工艺2.5Gb/s宽动态范围光接收机前端放大电路设计 被引量:1
9
作者 韩良 孙骏毅 张颖 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2011年第12期84-88,共5页
基于0.18μm CMOS工艺设计了适用于2.5Gb/s传输速率的宽动态范围光接收机前端放大电路(包括前置放大器和限幅放大器).前置放大器采用了RGC输入级的跨阻放大器,并且应用了消直流电路和自动增益控制电路扩展输入动态范围.限幅放大器采用... 基于0.18μm CMOS工艺设计了适用于2.5Gb/s传输速率的宽动态范围光接收机前端放大电路(包括前置放大器和限幅放大器).前置放大器采用了RGC输入级的跨阻放大器,并且应用了消直流电路和自动增益控制电路扩展输入动态范围.限幅放大器采用了按比例缩小尺寸、并联峰化和带有有源负反馈的Cherry-Hooper放大器等方法扩展带宽.仿真结果表明:前端放大电路的中频增益为116dBΩ,-3dB带宽为2.13GHz,输入信号动态范围为40dB(0.01~1mA). 展开更多
关键词 跨阻放大器 限幅放大器 宽动态范围 消直流电路 自动增益控制
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2.5Gb/s CMOS低噪声有源电感反馈跨阻放大器 被引量:1
10
作者 韩良 刘晓宁 +1 位作者 白涛 李华 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期415-419,454,共6页
分析各种结构前置放大器性能的基础上,给出了一个应用于2.5 Gbit/s光纤通信系统的,基于CMOS工艺的共栅结构跨阻放大器。为了减小输入等效噪声电流和提高带宽,采用了有源反馈和有源电感代替传统结构中的电阻反馈。测试结果表明,该电路具... 分析各种结构前置放大器性能的基础上,给出了一个应用于2.5 Gbit/s光纤通信系统的,基于CMOS工艺的共栅结构跨阻放大器。为了减小输入等效噪声电流和提高带宽,采用了有源反馈和有源电感代替传统结构中的电阻反馈。测试结果表明,该电路具有61.8 dB的跨阻增益,2.01 GHz的带宽,输入等效噪声电流为9.5 pA/Hz~(1/2),核心电路功耗仅为3.02 mW。 展开更多
关键词 互补型金属氧化物半导体 跨阻放大器 有源电感 低噪声
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光接收机中前置跨阻放大器的设计 被引量:1
11
作者 窦建华 刘贺挺 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期26-28,65,共4页
利用0.6μm CMOS工艺设计了一种用于光纤通信的跨阻前置放大器。电路采用推-挽反相器级联形式的结构,本身能够自偏压,不需设计偏压电路,减少了芯片面积,同时它的输出可以端到端地满摆幅工作,而且只要放大部分的2个MOS管都处在饱和区,就... 利用0.6μm CMOS工艺设计了一种用于光纤通信的跨阻前置放大器。电路采用推-挽反相器级联形式的结构,本身能够自偏压,不需设计偏压电路,减少了芯片面积,同时它的输出可以端到端地满摆幅工作,而且只要放大部分的2个MOS管都处在饱和区,就能得到最大的电压增益;利用SmartSpice软件对电路进行仿真,结果表明在+5 V电源电压作用下,该放大器的增益为78.9 dbΩ,3 db带宽为540 MHz。 展开更多
关键词 光接收机 前置放大器 跨阻放大器 CMOS工艺
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CMOS光接收机前端放大电路 被引量:1
12
作者 韩良 白涛 王新胜 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2008年第6期159-163,共5页
利用SMIC 0.18μmCMOS工艺设计了光接收机前端放大电路.在前置放大器中,设计了一种高增益有源反馈跨阻放大器,并且可以使输出共模电平在较大范围内调解.在限幅放大器中,通过在改进的Cherry-Hooper结构里引入有源电感负反馈来进一步扩展... 利用SMIC 0.18μmCMOS工艺设计了光接收机前端放大电路.在前置放大器中,设计了一种高增益有源反馈跨阻放大器,并且可以使输出共模电平在较大范围内调解.在限幅放大器中,通过在改进的Cherry-Hooper结构里引入有源电感负反馈来进一步扩展带宽.整个前端放大电路具有较高的灵敏度和较宽的输入动态范围.Hspice仿真结果表明该电路具有119dB的中频跨阻增益,2.02GHz的带宽,对于输入电流幅度从1.4μA到170μA变化时,50Ω负载线上的输出电压限幅在320mV(V_(pp)),输出眼图稳定清晰.核心电路静态功耗为45.431mW. 展开更多
关键词 可调节共源共栅 前置跨阻放大器 限幅放大器 有源反馈
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生化分析仪数据采集系统的设计 被引量:2
13
作者 李新 杨勇 《电子设计工程》 2016年第20期113-117,共5页
针对生化分析仪数据采集电路庞杂与计算繁琐等问题,提出了多路自动增益控制光电转化电路,并给出具体的分析与计算。在此系统中可变增益互导放大器在光学系统中实现最大的动态测量范围,利用多路复用开关精简电路结构并实现12路信号统一... 针对生化分析仪数据采集电路庞杂与计算繁琐等问题,提出了多路自动增益控制光电转化电路,并给出具体的分析与计算。在此系统中可变增益互导放大器在光学系统中实现最大的动态测量范围,利用多路复用开关精简电路结构并实现12路信号统一滤波和放大。经过滤波和放大的电压信号通过集成高精度ADC的高性能处理器进行处理和传输,提高的采集系统的集成度与稳定性。通过对测试数据的处理和分析,光度计的吸光度线性范围,准确性、稳定性与重复性满足行业标准。 展开更多
关键词 生化分析仪 光电比色计 互导放大器 自动增益控制
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基于微变等效电路的差分—共基负反馈放大器的仿真与分析 被引量:2
14
作者 杨一军 陈得宝 +1 位作者 方振国 王江涛 《北京电子科技学院学报》 2014年第2期74-76,80,共4页
在使用稳压管较好解决直流电平配置与输入信号有效放大的基础上,设计了差分-共基电流串联负反馈放大电路。经静态电流计算得晶体管交流等效电阻,按晶体管小信号模型得微变等效电路。对等效电路开、闭环仿真结果与理论计算相对误差分别是... 在使用稳压管较好解决直流电平配置与输入信号有效放大的基础上,设计了差分-共基电流串联负反馈放大电路。经静态电流计算得晶体管交流等效电阻,按晶体管小信号模型得微变等效电路。对等效电路开、闭环仿真结果与理论计算相对误差分别是0.61%和1.01%,吻合很好,说明分析方法正确。对基本电路仿真与理论的相对误差分别是2.89%和0.69%,基本一致。另外从等效电路和基本电路仿真中都得到反馈电压,求得反馈系数、闭环增益,它们也与理论计算相符合,验证了反馈放大器中基本关系式。 展开更多
关键词 互阻增益 负反馈 差分-共基放大电路 微变等效电路
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基于负阻抗电路的跨阻放大器的设计 被引量:3
15
作者 李言胜 《湘潭大学自然科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期103-105,共3页
对基于负阻抗电路技术的跨阻放大器的带宽性能进行了理论分析与仿真.仿真结果表明,在具有相同的跨阻增益条件下,基于0.18μm CMOS工艺下shunt-feedback型跨阻放大器无负阻抗电路时,其-3 dB带宽约为3.1 GHz,而具有负阻抗电路时,其-3dB带... 对基于负阻抗电路技术的跨阻放大器的带宽性能进行了理论分析与仿真.仿真结果表明,在具有相同的跨阻增益条件下,基于0.18μm CMOS工艺下shunt-feedback型跨阻放大器无负阻抗电路时,其-3 dB带宽约为3.1 GHz,而具有负阻抗电路时,其-3dB带宽约为4.3GHz,两者相比带宽性能约提高了40%.该方案可以提高跨阻放大器带宽并避免因引入电感而增加芯片面积,在实践上具有一定的可行性. 展开更多
关键词 光互连 跨阻放大器 负阻抗电路 带宽
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激光成像引信接收电路系统研究 被引量:1
16
作者 何成林 梁谦 《航空兵器》 2012年第4期30-33,共4页
分析了跨阻抗放大器(TIA)电路频率特性和噪声特性。设计了一种基于TIA电路的多路并行接收电路系统,通过PSpice仿真和试验验证,该电路系统具有良好的带宽、阻抗、信噪比等特性及各路串扰小的特点,满足设计使用要求。
关键词 激光成像引信 接收电路 跨阻抗放大器
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数字激光告警系统探测接收前端设计 被引量:1
17
作者 郑博仁 张欣 《现代电子技术》 2009年第4期175-177,181,共4页
探测接收前端是激光告警系统的关键部件,针对数字激光告警系统设计激光脉冲探测接收前端。采用宽带、高增益、低噪声的跨导放大方式实现了对最小来袭激光脉冲产生的10 nA,10 ns的微弱窄脉冲电流的放大,采用放大器饱和方式实现信号的整形... 探测接收前端是激光告警系统的关键部件,针对数字激光告警系统设计激光脉冲探测接收前端。采用宽带、高增益、低噪声的跨导放大方式实现了对最小来袭激光脉冲产生的10 nA,10 ns的微弱窄脉冲电流的放大,采用放大器饱和方式实现信号的整形,把来袭激光脉冲转换、放大成数字系统能处理的数字脉冲,脉冲宽度代表作用能量大小。前端最小可检测来袭激光信号能量达1μW,动态范围达100 dB。该宽带低噪声跨导放大电路很好地处理了电容对窄脉冲的影响,具有带宽宽(500 MHz),成本低的特点,为放大微弱的ns级及以下的窄脉冲电流信号提供一个很好的宽带方案。该设计结构简单、成本低廉、易于维护,不仅可用于激光来袭探测,还可用于激光安防系统等。 展开更多
关键词 探测接收前端 告警系统 脉冲放大 跨导 放大电路
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5Gb/s单片集成光接收机前端模拟仿真及研制
18
作者 范超 陈堂胜 +5 位作者 陈辰 焦世龙 陈镇龙 刘霖 王昱琳 叶玉堂 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期29-32,72,共5页
基于0.5μmGaAs PHEMT标准工艺研制了850nm单片集成光接收机前端,集成方式为PIN光探测器和跨阻放大器。论文依据已发表的文献数据为基础并借助SILVACO公司的模拟软件建立探测器模型,实验结果表明,模型和实测结果对比有较好的一致性。光... 基于0.5μmGaAs PHEMT标准工艺研制了850nm单片集成光接收机前端,集成方式为PIN光探测器和跨阻放大器。论文依据已发表的文献数据为基础并借助SILVACO公司的模拟软件建立探测器模型,实验结果表明,模型和实测结果对比有较好的一致性。光接收机最高工作速率5Gb/s,其中,探测器光敏面直径50μm,电容0.51pF,暗电流小于30nA。跨阻放大器-3dB带宽接近10GHz,跨阻增益约43dBΩ,最小等效输入噪声电流密度约为17.6pA/Hz1/2。 展开更多
关键词 光电集成电路 PHEMT PIN 跨阻放大器 ATLAS
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微机械角速率传感器CMOS闭环驱动电路
19
作者 尹亮 刘晓为 +1 位作者 陈伟平 周治平 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期6-10,共5页
为解决微机械角速率传感器的驱动信号对检测电极的耦合问题,提出一种基于电压频率调制闭环静电力驱动方法.该方法将驱动电压调制到高频,有效地将机械谐振频率与电压驱动频率分离,同时不改变驱动静电力的相位与频率.采用自动增益控制电... 为解决微机械角速率传感器的驱动信号对检测电极的耦合问题,提出一种基于电压频率调制闭环静电力驱动方法.该方法将驱动电压调制到高频,有效地将机械谐振频率与电压驱动频率分离,同时不改变驱动静电力的相位与频率.采用自动增益控制电路使得闭环驱动幅值非稳定性为0.01%,片上集成跨阻放大器可实现1 aF/sqrt(Hz)电容变化测量.闭环驱动电路采用18 V高压N阱CMOS工艺设计,芯片面积18.9 mm2.在±9 V电源条件下,角速率传感器输出刻度因子10 mV.((°).s-1)-1,线性度0.3%,偏置稳定性190((°)/h).测试结果表明,该方法在机械表头常压封装下(品质因子为80),无需后续电路相位调整,即能有效的实现传感器的闭环自激驱动. 展开更多
关键词 角速率传感器 寄生电容 跨阻放大器 专用集成电路
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2.5Gb/s混合集成光接收机
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作者 冯军 张国宝 +4 位作者 黄璐 张敬伟 胡艳 王志功 江山 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期489-492,共4页
研制了适用于光纤通信系统的具有完全自主知识产权的混合集成光接收机。该接收机由半导体光电探测器和相应采用硅0.35μmCMOS工艺研制的高速集成电路组成。混合集成模块采用高介电常数的陶瓷薄膜电路将PIN管芯和IC芯片在一块衬底上实现... 研制了适用于光纤通信系统的具有完全自主知识产权的混合集成光接收机。该接收机由半导体光电探测器和相应采用硅0.35μmCMOS工艺研制的高速集成电路组成。混合集成模块采用高介电常数的陶瓷薄膜电路将PIN管芯和IC芯片在一块衬底上实现了互连并采用金属管壳封装,使模块具有小的体积并提高了性能。经测试,该接收机工作速率为2.5Gb/s,过载光功率〉0dBm,在误码率为1×10^-12时接收灵敏度为-9dBm,RMS抖动为12.79ps,P-P抖动为74.22ps。 展开更多
关键词 光纤通信 混合集成 光接收机 光电探测器 跨阻放大器
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