人工关节内压电陶瓷供能与电路设计

来源 :第十五届全国半导体集成电路、硅材料学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:davesd
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  为了利用压电陶瓷作为人工关节无线监视系统的能量来源,从理论上分析了坚硬锆钛酸铅(PZT)陶瓷元件的能量产生特性和等效电路,利用非线性拟合算法,计算出等效电路的参数拟合值:分析了PZT元件的输入输出特性、输出信号频谱特性以及在植入没备内的位置摆放。仿真结果表明,等效电路参数拟合值是正确的,当4个PZT元件呈直线摆放时,能输出最大能量(约为1.2mW)。通过对PZT供电的电源电路设计和仿真,发现PLT的能量能够转换为电路稳定可用电源。
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基于传统电流型压控振荡器,设计了一种全差分电流型结构,不仅提高了振荡频率,而且优化了噪声特性。设计采用HEJIAN0.18μm双阱CMOS工艺,利用Hspice进行仿真,仿真结果表明,振荡频率与传统结构相比有500MHz的提高,噪声特性方面有明显改进,低频时电源抑制比达到63dB,调谐范围达到2.7GHz。
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介绍了一种新型分离自偏置TTL与CMOS接口电路。该电路具有高速、低功耗的优点,且其逻辑阈值电压对于工艺和电源电压的变化均不敏感,因而非常适宜应用于受电源噪声影响较大的SOI静态随机存取存储器电路中。
提出了容控数字频率抖动技术,对容控和流控数字频率抖动技术进行理论分析,建立了流控和容控频率抖动的调制系数解析模型。分析结果表明:容控数字频率抖动技术中调制电容、调制位数和时钟分频数越大,高次谐波抑制越好;容控数字频率抖动技术的芯片面积小于流控数字频率抖动技术芯片面积的10%,且容控调制不需流控数字频率抖动技术所必需的静态维持电流。
对几种现有数字鉴频鉴相器(PFD)的性能缺陷进行了分析,提出了一种新型的单边鉴频的鉴频鉴相器,并通过了基于Hejian0.18umCMOS工艺的HSPICE模拟仿真验证。仿真结果表明,在1.8V电源电压和1GHz参考时钟的条件下,新的PFD结构不仅将死区减小到土10ps,而且工作频率可达到4.8GHz,适用于对速度和抖动性能有很高要求的锁相电路。
基于境外0.5 um标准CMOS工艺,设计了一种跨导电容有源滤波器。该电路采用rajl—to-rail输出结构,截止频率能在一定范围内实现程控调节,有较高的精度和准确度。使用Candence Spectre进行仿真,结果表明,电路在常温时,能通过软件程控实现76K~470K之间的26种不同截止频率,目前,该方案已经应用到FPAA(可编程放大器阵列)的设计中。
设计了一种输出电压纹波采样的新型稳流开关电源。建立输出电压纹波与负载和输入电压的理论模型,给出电压纹波采样系统的实施方案,并通过MATLAB的simulink工具箱仿真,验证了该系统的可行性。
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