开关电流电路理论及其故障诊断研究

发布时间：2016-03-01 09:50

《湖南大学》 2007年

开关电流电路理论及其故障诊断研究

黄俊  

【摘要】： 随着微电子学的不断发展,开关电流技术的优点受到越来越多的关注,开关电流电路已经成为模数混合信号系统、芯片系统的重要模数接口电路,在国际电路学术前沿已掀起新的研究热潮。 本文先简单介绍开关电容技术,再详细分析了高性能开关电流基本存储单元,之后介绍了开关电流基本模块。 开关电流电路中,用作开关和存储管的MOS晶体管都是非理想器件,使得开关电流电路的实际工作性能与理想性能有偏差,要成功地设计开关电流电路,满足一定的模拟性能条件,最重要的是控制开关电流的各种误差。本文深入分析了开关电流电路基本存储单元的失配误差、电导比误差、调整误差、噪声误差和电荷注入误差,给出了相关计算公式。电荷注入误差是影响开关电流电路性能的主要因素,在对它进行了详细的理论分析之后,提出了一种采用CMOS开关、共源共栅电流镜的基本存储单元的改进电路,HSPICE仿真结果表明该电路能明显减小电荷注入引起的时钟馈通误差,提高开关电流电路的精度。 本文在介绍了模拟电路故障诊断的基本概念和方法之后,重点阐述了直流故障字典法的一般过程,以此为指导思想,提出了对无MOS开关的开关电流存储单元电路进行故障诊断的方法。去除MOS开关的主要目的是减少电荷注入误差对输出电流的影响。采用的故障模型有四种故障类型:栅源短路,栅漏短路,漏极开路,源极开路。只考虑单故障的情况下,通过误差电流的不同来进行故障定位。HSPICE仿真结果表明只能对部分故障进行定位,有些故障的误差电流相近,不能区分开来。

【关键词】：
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM46
【目录】：

摘要5-6

ABSTRACT6-9

第1章 绪 论9-13

1.1 选题背景及意义9

1.2 开关电流技术的发展历史及现状9-11

1.3 模拟电路故障诊断的发展历史及现状11-12

1.4 本文的主要研究工作12-13

第2章 开关电流基本理论13-28

2.1 开关电容技术13-16

2.2 开关电流技术16-20

2.3 开关电流电路的基本模块20-27

2.4 小结27-28

第3章 开关电流的非理想性能及设计技术28-38

3.1 开关电流的误差28-34

3.2 开关电流设计技术34-36

3.3 小结36-38

第4章 电荷注入误差的改进方法38-51

4.1 基本方法38-40

4.2 改进方法40-50

4.3 小结50-51

第5章 开关电流电路故障诊断51-61

5.1 模拟电路故障诊断51-57

5.2 开关电流故障诊断57-60

5.3 小结60-61

结论61-63

参考文献63-66

致谢66-67

附录 A 攻读学位期间发表的论文67-68

附录 B 改进电路的 HSPICE 程序68-69

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【引证文献】

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本文编号：31865