一种低功耗现场可编程模拟滤波器的设计与实现

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1、摘要摘要现场可编程模拟阵列是模拟集成电路研究领域的一个重要方向。本文设计了一款现场可编程模拟滤波器，作为一种简化的现场可编程模拟阵列，用于对人体生理信号的滤波功能，就是作为自动现场可编程模拟阵列设计的初步工作。该ASIC包括可重构模拟模块、电压源、电流源、振荡器和适用不同时钟频率的两相不交叠时钟。作为核心的可重构模拟模块基于经典的开关电容电路，通过对电路中跨阻开关，连接开关施加不同控制信号以实现可编程的功能。芯片采用SMICl8mmrf0．18pm工艺参数和BSIM3V3Spice模型，使用CadenceIC5141设计平台进行设计仿真。电

2、路通过现场可编程方式实现了多种截止频率、增益的高通、低通滤波功能，并通过级联的方法实现带通、带阻以及高阶滤波功能。最后采用SMICl8mmrf0．18pm1P6MCMOS工艺对电路进行了版图设计，整个芯片面积约为1．0mmxl．2ram。芯片经过的详细的物理验证之后进行了流片，并对成品芯片进行了测试，芯片功耗约为1-1毫瓦，实现了低功耗设计要求，测试结果基本满足设计需求。关键词：现场可编程模拟集成电路滤波器开关电容电路低功耗AbstractThefiledprogrammableanalogarrayisanimportantdirecti

3、onwhichanalogintegratedcircuitresearchrealm．Thispaperdesignedafiledprogrammableanalogfilteronthescene，Beakindofspotofsimplificationfiledprogrammableanalogarray，usedforthebodysensornetwork(BSNs)nodeisafunctiontothefilterofhumanbodyphysiologysignal，Beallautomaticspotfiledpro

4、grammableanalogarraydesignoffirststepwork．TheASIChavedevelopedconsistsofaanaloguemodule，acurrentsource，avoltagesource，alloscillator，andadouble-phasenon-overlappingclocksourcewithdifferentclockrates(DCLK)．theConfigurableAnalogBlock(CABs)asthecoreofthecircuitaccordingtothecl

5、assicofswitch-capacitorcircuit，bysettingdissimilarcontrolsignalsonswitchesoftransresistanceandpaSsagewaytocarryoutprogrammablefunction．ThedesignofthatchipcarriesonintheCadenceIC5141EDAterrace，thecircuitcarriedoutthefunctionofhigh—pass，low-passanalog"filterandthecombination

6、ofvariousofclosefrequencyandbenefit．Atthesametime，bythewayofunitemuchmoreblockstoachievethefunctionofhigh·—ordersanalogfilterandband--passfilterthatincreasedthecomplexityofcircuitfunctionfurtherandraisedcircuitfunction。TheASICWasfabricatedusingtheSMICO．18umCMOStechnologywi

7、thadiesizeof1．0mm×1．2mmandthepowerconsumptionofapproximately1．1mW．TheASICWasfullytestedandtheresultsindicatedthattheASICperformedasdesired．InthefutureanautonomousFieldProgrammableAnalogueArrayASICwillbedevelopedbasedonthecurrentdesign．Keyword：fieldprogrammableanalogarray(F

8、PAA)filterswitched-capacitorlow—powerBiomedicalcircuitsandsystems西安电子科技大学学位论文创新性声明秉承学校严谨的