Быстродействующий активный дифференциатор с низким уровнем нелинейных искажений

Разработана принципиальная электрическая схема активного дифференциатора, предназначенного для обработки непрерывных аналоговых сигналов с малыми нелинейными искажениями и небольшой задержкой на выходе в режиме "большого" входного сигнала. Быстродействие дифференциатора и его хорошие высокочастотные свойства определяются динамическими характеристиками однотранзисторного усилительного каскада, включенного по схеме с общим затвором, имеющим повышенную крутизну, а высокая линейность достигается за счет увеличения значения этого параметра с помощью вспомогательного усилителя с большим коэффициентом усиления. Приведены результаты моделирования дифференциаторов различных типов. Получены сравнительные характеристики основных динамических параметров дифференциаторов (THD и SNR) в виде их зависимостей от частоты входного сигнала

Литература

[1] Matsubara S., Ishida H., Gotoh K. Ultra-high-speed CMOS interface technology // Fujitsu Scientific & Technical Journal. 2006. Vol. 42. No. 2. P. 200–205.

[2] Gondi S., Razavi B. Equalization and clock and data recovery techniques for 10-Gb/s CMOS serial-link receivers // IEEE Journal of solid-state circuits. 2007. Vol. 42. No. 9. P. 1999–2011. DOI: 10.1109/JSSC.2007.903076 URL: http://ieeexplore.ieee.org/document/4295193

[3] Hidaka Y. Analog continuous-time phase equalizer for data transmission. Pat. US 8995520 B2. Publ. 31.03.2015.

[4] Stocker A.A. Compact integrated transconductance amplifier circuit for temporal differentiation // ISCAS 2003. Bangkok, Thailand, 2003. Vol. 1. P. 201–204.

[5] Moini A., Bouzerdoum A., Eshraghian K., Yakovleff A., et al. An insect vision-based motion detection chip // IEEE Journal of solid-state circuits. 1997. Vol. 32. No. 2. P. 279–284. DOI: 10.1109/4.551924 URL: http://ieeexplore.ieee.org/document/551924

[6] Harteveld W.K., van Halderen P.A., Mudde R.F., van den Bleek C.M., et al. A fast active differentiator capacitance transducer for electrical capacitance tomography // 1st World Congress on Industrial Process Tomography. Buxton, Greater Manchester, 1999. P. 564–567.

[7] Aldea C., Celma S., Otin A. Low-voltage differentiator for VHF filtering // Analog Integrated Circuits and Signal Processing. 2002. Vol. 33. P. 107–116.

[8] Волков И.В., Румянцев С.В., Фокин Ю.М. Многоразрядный быстродействующий аналогоцифровой преобразователь, использующий метод предсказания // Микроэлектроника. 2011. Т. 40. № 5. С. 370–380.

[9] Фокин Ю.М. Блок аналогового прогноза для многоразрядного быстродействующего АЦП, построенного по архитектуре с предсказанием входного сигнала // Сборник докладов X научно-технической конференции «Твердотельная электроника. Сложные функциональные блоки РЭА». М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова, 2011. 214 c.

[10] Волков И.В., Фокин Ю.М. Дифференциатор для обработки аналоговых сигналов (два варианта). Патент RU 2 628 243 С1. Заявл. 31.05.2016, опубл. 15.08.2017.

[11] Chiu Y. On the operation of CMOS active-cascode gain stage // Journal of Computer and Communications. 2013. No. 1. Р. 18–24. DOI: 10.4236/jcc.2013.16004 URL: http://file.scirp.org/Html/39979.html

[12] Razavi B. Design of analog CMOS integrated circuits. New York: McGraw-Hill, 2001. 684 p.