AGC的CMOS光接收機(jī)前置放大器的設(shè)計(jì)

采用umc0.13-μmcmos工藝,設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于sdh系統(tǒng)stm-64(10gb/s)速率級(jí)的低電壓供電光接收機(jī)前置放大器。采用1.2v低電壓供電和三級(jí)共源放大結(jié)構(gòu),跨阻中頻增益為57.5dbω,-3db帶寬為10.1ghz,總的等效輸入噪聲電流為1.47μa,相位裕度為73.7°,可穩(wěn)定工作在10gb/s速率。芯片面積為0.54mm×0.74mm。

利用0.6μmcmos工藝設(shè)計(jì)了一種用于光纖通信的跨阻前置放大器。電路采用推-挽反相器級(jí)聯(lián)形式的結(jié)構(gòu),本身能夠自偏壓,不需設(shè)計(jì)偏壓電路,減少了芯片面積,同時(shí)它的輸出可以端到端地滿擺幅工作,而且只要放大部分的2個(gè)mos管都處在飽和區(qū),就能得到最大的電壓增益;利用smartspice軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真,結(jié)果表明在+5v電源電壓作用下,該放大器的增益為78.9dbω,3db帶寬為540mhz。

利用smic0.18μmcmos工藝設(shè)計(jì)了光接收機(jī)前端放大電路.在前置放大器中,設(shè)計(jì)了一種高增益有源反饋跨阻放大器,并且可以使輸出共模電平在較大范圍內(nèi)調(diào)解.在限幅放大器中,通過在改進(jìn)的cherry-hooper結(jié)構(gòu)里引入有源電感負(fù)反饋來進(jìn)一步擴(kuò)展帶寬.整個(gè)前端放大電路具有較高的靈敏度和較寬的輸入動(dòng)態(tài)范圍.hspice仿真結(jié)果表明該電路具有119db的中頻跨阻增益,2.02ghz的帶寬,對(duì)于輸入電流幅度從1.4μa到170μa變化時(shí),50ω負(fù)載線上的輸出電壓限幅在320mv(v_(pp)),輸出眼圖穩(wěn)定清晰.核心電路靜態(tài)功耗為45.431mw.

采用耗盡型phemt設(shè)計(jì)了限幅放大器,整個(gè)系統(tǒng)包括輸入緩沖、兩級(jí)放大、輸出緩沖和失調(diào)電壓補(bǔ)償回路.限幅放大器采用全差分形式,運(yùn)用兩級(jí)輸出緩沖來減少信號(hào)的上升下降時(shí)間.仿真結(jié)果表明:在1.5v的供電電壓下,電路的功耗為70.8mw;在輸入vi=10mv到vi=500mv的范圍內(nèi),都有500mv的穩(wěn)定輸出.

采用0·5μmgaasphemt工藝研制了一種單電源共柵電流?？缱杩骨爸梅糯笃?tia).測(cè)量得到放大器-3db帶寬為7·5ghz,跨阻增益為45dbω;輸入輸出電壓駐波比(vswr)均小于2;等效輸入噪聲電流譜密度在14·3~22pa/hz之間,平均值為17·2pa/hz.在輸入10gb/s非歸零(nrz)偽隨機(jī)二進(jìn)制序列(prbs)信號(hào)下,放大器輸出眼圖清晰,具有14ps的定時(shí)抖動(dòng)和138mv的峰峰電壓.

從pin光電探測(cè)器的特性出發(fā),對(duì)激光引信前置放大器的形式進(jìn)行了研究。首先分析了跨阻抗放大器帶寬與穩(wěn)定性之間的關(guān)系,建立了跨阻抗放大器的等效噪聲模型,然后通過ti-napro6.0軟件的計(jì)算印證了分析的正確性。根據(jù)本文分析設(shè)計(jì)的激光引信前置放大器可以工作在200mhz以上的帶寬。

目前國(guó)際上在前級(jí)放大器的發(fā)展?fàn)顩r標(biāo)志著其生產(chǎn)廠家在聲頻功率放大器制造上的地位,這就是人們常說的hi-fi(hi-fidelity,高保真)效果。國(guó)內(nèi)在高保真音響方面這些年的發(fā)展逐步的趕上了歐美,但在核心技術(shù)上還是有所差距。本文設(shè)計(jì)的是一個(gè)功放的前級(jí),和功放加一起是一套完整的高保真設(shè)備、但又各自具有自己的獨(dú)立性。

系統(tǒng)通過采用高速差分運(yùn)算放大器、程控衰減陣列模塊、射頻雙向模擬開關(guān)等芯片相結(jié)合的方式,實(shí)現(xiàn)了低阻50ω帶寬1ghz(-3db),高阻1mω帶寬500m(-3db)并實(shí)現(xiàn)了2mv/div～5v/div衰減量程,系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)量程控制,直流電平自動(dòng)位移調(diào)零控制,最大限度降低了整個(gè)系統(tǒng)的失真和漂移,經(jīng)國(guó)家檢測(cè)中心測(cè)試,主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。

熱釋電探測(cè)器的輸出信號(hào)十分微弱,使得其響應(yīng)率很低,為了提高響應(yīng)率就一定要和前置放大器連用,因此前置放大器的噪聲對(duì)響應(yīng)率的影響很大。本文從熱釋電探測(cè)器對(duì)前置放大器的要求入手,從噪聲匹配的方法、無源器件的選取以及放大器的屏蔽與接地三個(gè)角度提出如何降低前置放大器的噪聲以提高響應(yīng)率。

放大器和光接收機(jī)是有線電視網(wǎng)絡(luò)中的主要設(shè)備,其種類繁多,出廠時(shí)一般只有方框圖。它們半數(shù)以上安裝于戶外,二十四小時(shí)不間斷工作,在雷電與強(qiáng)紫外線的作用下經(jīng)常發(fā)生故障。放大器與光接收機(jī)工作原理基本相同,光接收機(jī)比放大器多了一個(gè)光接收模塊及相應(yīng)的電路。

介紹了一種直流微電流放大器的設(shè)計(jì),先通過原理分析,指出應(yīng)重點(diǎn)注意的一些關(guān)鍵性問題及提高信噪比的途徑。并以此設(shè)計(jì)了實(shí)用電路,給出測(cè)試方法及測(cè)試數(shù)據(jù)。該放大器具有分辨率高、響應(yīng)快、漂移低、穩(wěn)定性好以及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),非常適合光電流、生物電流及射線電流測(cè)量。

采用chartered0.35μmcmos工藝設(shè)計(jì)了一種適用于光纖傳輸系統(tǒng)stm-16(2.5gb/s)速率級(jí)的低功耗、寬動(dòng)態(tài)范圍的前置放大器。該前置放大器采用rgc(regulatedcascode)結(jié)構(gòu)作為輸入級(jí),同時(shí)引入消直流電路來提高光電流的過載能力。仿真結(jié)果表明,前置放大器的跨阻增益為57.0dbω,-3db帶寬為2.003ghz;當(dāng)誤碼率ber為10-12時(shí),輸入靈敏度為-23.0dbm,過載光電流達(dá)到800μa。3.3v單電源供電時(shí),功耗僅為59.43mw。芯片面積為465μm×435μm。

雪崩光電二極管(apd)作為探測(cè)元件實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換廣泛應(yīng)用于激光脈沖探測(cè)技術(shù)中。前置放大器是影響apd激光脈沖探測(cè)系統(tǒng)好壞的關(guān)鍵因素,前置放大器的信噪比決定了整個(gè)探測(cè)系統(tǒng)的信噪比優(yōu)劣。提出了電荷靈敏前置放大器應(yīng)用于apd激光脈沖探測(cè)系統(tǒng)以提高探測(cè)距離和探測(cè)精度的方法。討論了激光脈沖探測(cè)技術(shù)和apd特性,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了以結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和集成運(yùn)放為主要器件的低噪聲電荷靈敏前置放大器電路并對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:將電荷靈敏前置放大器應(yīng)用于apd激光脈沖探測(cè)系統(tǒng)可以有效提高系統(tǒng)的信噪比,改善激光探測(cè)性能。

介紹了一種新型高速低噪聲器的電荷靈敏前置放大器,該放大器已應(yīng)用于便攜式x射線熒光分析儀中,它具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、線性度較好、輸出信號(hào)上升時(shí)間快、噪聲低等特點(diǎn),有較好的性能價(jià)格比。

為了檢測(cè)光電探測(cè)中微弱的光電信號(hào),分析了放大器噪聲產(chǎn)生原因及放大器取得最小噪聲系數(shù)時(shí)對(duì)應(yīng)的最佳源電阻,采用了反相并聯(lián)放大器法及有源器件的選擇上實(shí)現(xiàn)噪聲匹配,來降低前置放大器的噪聲,對(duì)電路安裝測(cè)試表明,反相并聯(lián)10級(jí)放大器,信噪比提高3倍,提出了無源器件及電源對(duì)放大器的干擾問題的解決方法。

為使心電圖(ecg:electrocardiograph)機(jī)簡(jiǎn)單便攜,采用干電池供電模式,提供不高于3v的電壓,應(yīng)用放大器ad623、tlv2254和阻容器件組成心電圖機(jī)的前置放大器,實(shí)現(xiàn)了心電微弱信號(hào)的高精度放大、極化電壓的快速消除等功能,保證了心電微弱信號(hào)的精確和穩(wěn)定,便于心電圖機(jī)后續(xù)數(shù)據(jù)采集和分析。同時(shí),由于采用單電源供電,使心電圖機(jī)供電模式簡(jiǎn)化,電路更加簡(jiǎn)單,促進(jìn)了心電圖機(jī)進(jìn)一步向便攜式方向發(fā)展。

基于smic0.18μm工藝,設(shè)計(jì)了一款低功耗、低噪聲的d類前置放大器。通過對(duì)常用運(yùn)放的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較,選擇了一種開關(guān)電容共模反饋電路的兩級(jí)運(yùn)放,并加入斬波結(jié)構(gòu)降低噪聲。用cadence/spectre仿真器進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明,該全差分運(yùn)放的直流開環(huán)增益為65db,單位增益帶寬為259.7mhz,相位裕度為70°,轉(zhuǎn)換速率為98v/μs,靜態(tài)功耗為1mw。適合于現(xiàn)代的便攜產(chǎn)品應(yīng)用中。

一、光電二極管前置放大器設(shè)計(jì)

傳聲器是一種將聲信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)的電聲換能器。駐極體傳聲器是一種用駐極體材料制造的新型傳聲器。由于駐極體傳聲器的輸出阻抗很高不能直接與音頻放大器相接,需要在傳聲器內(nèi)接入一只輸入阻抗極高的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)三極管來進(jìn)行阻抗變換。一些小型的駐極體傳聲器雖然可以將場(chǎng)效應(yīng)管集成于傳聲器內(nèi)部,但是價(jià)格高昂;而傳統(tǒng)的前置放大器體積又過于龐大。針對(duì)此利用現(xiàn)有的技術(shù)條件,設(shè)計(jì)了一種體積小、成本低廉而性能優(yōu)良的前置放大器。

電壓靈敏前置放大器

光接收機(jī)

提出了一種由dmos場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的電荷靈敏前置放大器,可用于硅,si(li),cdznte及csi探測(cè)器。該前置放大器采用不同于傳統(tǒng)的阻容反饋式的電路結(jié)構(gòu),完全使用mos管搭建,該前放的設(shè)計(jì)完成為設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)asic電路準(zhǔn)備了技術(shù)基礎(chǔ)。由multisim仿真結(jié)果看出該電荷靈敏前置放大器輸出信號(hào)上升時(shí)間小于15ns,并且具有很好的穩(wěn)定性。