一种面向光隔离放大器的高分辨率接收端电路

发布时间：2021-01-23 22:30

　　面向数字型光隔离放大器芯片应用,设计了一款高分辨率和全集成的接收端电路。基于斩波稳定带隙基准源和数据恢复电路进行电路设计。带隙基准源采用斩波稳定运算放大器结构,减小了电路在低频的闪烁噪声;数据恢复电路包括二阶无源滤波器和二阶多重反馈滤波器,在保证最大平坦响应的同时,将发送端的脉冲密度调制编码进行恢复,输出高分辨率的模拟信号。接收端电路采用CMOS 0.18μm 1P6M工艺进行设计,后仿真结果表明,电源电压为5 V时,接收端电路输入信号最大摆幅为2 V,有效信号带宽为100 kHz,输出信噪失真比（SNDR）达到65.3 dB,有效位数（ENOB）为10.56 bit。 

【文章来源】：半导体技术. 2020,45(06)北大核心

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【部分图文】：

光隔离放大器接收端电路框图

单端转差分电路如图2所示。两条支路中反相器(INV)数量的差异,使单端信号转换为相位差值为180°的差分信号。加入传输门TRI1的目的是为了使两路驱动信号的延迟时间一致。最后一级电路中PMOS晶体管MP1和MP2的源极连接至2倍带隙基准源输出Vref2。因为发送端Σ-Δ调制器的量化范围为Vref2,所以这里使用同样的参考电压作为关联,将脉冲密度调制编码与量化电压关联,得到模拟信号的包络波形。为了更好地驱动后级数据恢复电路中的容性负载,反相器中晶体管宽长比需要逐级增加,以增大电路的驱动能力。1.2 斩波型带隙基准源

本文设计的光隔离放大器接收端电路采用CMOS 0.18 μm 1P6M工艺进行设计,电源电压为5 V,接收端电路版图如图9所示。首先对接收端电路进行输出交流分析,如图10所示,通带增益为3.5 dB,-3 dB带宽约为100.9 kHz。


本文编号：2996039