电力无线传感片上系统的核心模拟前端电路设计

发布时间：2021-03-05 08:38

　　对用于电力传感片上系统（SOC）的关键模拟IP进行了结构设计和电路实现。关键模拟IP主要包括低噪声放大器、带隙基准源、电源管理模块、功率放大器和带通滤波器等,其中低噪声放大器采用斩波技术将信噪比提高至20 dB以上。带隙基准源具有低温漂、高电源抑制比（中低频电源抑制比为-100 dB）的特性。电源管理模块将输入电压稳定到数字电路和模拟电路所需要的电平值,同时检测电源电压,在电压降低到一定阈值后输出欠压信号。所设计的电力无线传感电路具有高精度、低功耗和高可靠性的信号处理能力,适用于工况较为复杂的电网作业环境,工作温度为-40～85℃。 

【文章来源】：半导体技术. 2020,45(01)北大核心

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【部分图文】：

PGA与ADC相结合的电路结构示意图

频谱搬移的原理如图2所示,图中:A为相对振幅;f为频率;fs为采样频率;f0为输入信号的中心频率,该低噪声放大器还可以起到低通滤波器的作用,用以滤除片外输入的各种高频干扰。2 基准源设计

式中Vbe3为三极管PNP3的基极与发射极间电压。选定m和R2/R1的值,即可得到有良好温度特性的基准电压,虽然三极管PNP的面积相对较大,也不宜将m值设置过小。因为m值太小必然导致R2/R1的值较大,电阻比值越大,由工艺带来的误差就越大,从而导致温度特性的恶化,本设计选取m为10。电流镜采用共源共栅结构,在严格保证流过PNP1、PNP2和PNP3的电流相等的同时将电源变化引起的影响降至最低,即共源共栅电流镜能提高基准源电路的电源抑制比值。此外,电压比较器需要一个参考电压Vref,共源共栅电流镜也需要一个偏置电压Vbias。Vref和Vbias无需非常精确,通过图3(b)所示的偏置电流电路即可产生。在忽略衬底偏置调制效应的情况下,可得[7]


本文编号：3064906