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甲,乙类存储单元在便携式电子系统中的应用与设计方案
精密电阻 2021-09-23
开关电流存储单元是电流模式采样数据信号处理系统的基本单元电路,其性能直接影响采样系统的整体性能。因此,研究设计一种性能优良的开关电流存储单元是研究开关电流技术的重要组成部分。根据出现的顺序,它们可以分为第一代开关电流存储单元和第二代开关电流存储单元。第一代开关电流存储单元的优点是瞬态错误信号小,可以输出非单位增益电流信号,并且采用相对简单的单相时钟方案。其缺点是需要由两个晶体管组成,因此存在失配误差和大功耗的问题。为了克服诸如失配误差之类的问题,人们进一步开发了第二代开关电流存储单元。第二代开关电流存储单元使用单管存储方法来避免失配误差并降低功耗,这是其优势。它的缺点是电路工作时会有一个大幅度的瞬态虚假信号。尽管可以使用三相时钟方案来减少瞬态错误信号,但是由于时序方案的复杂性,在实际应用中尚未获得该方案。被广泛采用;采样期间无信号输出;只能输出单位增益电流信号。如果要输出非单位增益电流信号,则必须使用电流镜输出模式。这类似于第一代开关电流存储单元,即存在诸如失配误差和增加的功耗之类的问题。因此,尽管第二代开关电流技术已经存在了很长时间,但是第一代开关电流技术仍在实际应用中起着重要作用。 1在便携式电子系统中的A类和B类存储单元中,功耗是一个关键问题。 A类存储单元的输入信号摆幅受到偏置电流的限制,即输入信号幅度不能超过偏置电流幅度;如果要增加信号摆幅,则必须相应增加偏置电流,这无疑会导致电路的静态功率。随着功耗的增加,A类电路无法满足低电压和低功耗设计的要求。现代电子系统。但是,A类和B类结构的电路仅需很小的偏置电流就可以实现较大的信号摆幅,也就是说,输入信号的幅度可以超过偏置电流的幅度,因此非常适合于电源电路的应用。本文将图1所示的A类和B类存储单元用于电路设计。电路原理如下:M1和M2是二极管连接的晶体管,M3和M4是存储管,并且该电路由单相时钟控制。在采样阶段φ1[n]中:Vgs1 = Vgs3,Vgs2 = Vgs4,其中,Vgs1,Vgs2,Vgs3和Vgs4分别是晶体管M1〜M4的栅极-源极电压。输出电流为iout [n] =-Aii​​n [n],其中A为电流增益因子。在保持阶段φ1[n + 1/2]中:M3和M4的栅极电容上的栅极电压保持为Vgs1和Vgs3,因此输出电流为iout [n + 1/2] =-Aii​​n [n]。 。该电路实现的z域传递函数为H(z)=-Az-1 / 2。 2 A类和B类延迟单元A类和B类开关电流延迟单元如图2所示,它由串联连接的两级A类和B类存储单元组成。 M3,M4,M7和M8用作存储管。电路的工作过程如下。在φ1[n]阶段,第一级存储单元的存储管M3和M4对输入电流进行采样。在φ2[n + 1/2]阶段,开关φ1断开,M3和M4将采样的相电流输出到第二电平存储单元,该电流由存储管M7和M8输出。该电路实现的传递函数为H(z)= Az-1。 3双线性积分器图3(a)显示了采用图2所示的延迟单元设计的双线性积分器,该电路使用两相控制时钟。双线性积分器的工作时序波形如图3(b)所示。电路的工作原理如下。 M1〜M6构成具有电流增益A的输入级。从M3和M4的公共端输出相位φ1的输入电流的采样值,从M5和M6的公共端输出相位φ2的采样值。 。 M11〜M16构成电流增益为1的反馈级,输出电流从M15和M16的公共端反馈到M7和M8的公共端。在φ1[n]阶段,输出电流为:在φ2[n + 1/2]中