Programowalna macierz analogowa CMOS

• Autorzy: Pankiewicz B. , Wójcikowski M. , Szczepański S.

Warianty tytułu

EN

A CMOS field programmable analog array

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono konfigurowalny blok analogowy CAB (ang. Configurable Analog Block), składający się z programowalnego wzmacniacza transkonduktancyjnego OTA (ang. Operational Transconductance Amplifier), programowalnego kondensatora oraz kluczy zbudowanych z tranzystorów MOSFET. Wykorzystując blok CAB można zbudować uniwersalną, programowalną przez użytkownika macierz analogową FPAA (ang. Field Programmable Analog Array), dzięki której możliwa jest realizacja wielu układów przetwarzających sygnały, w szczególności filtrów. Autorzy zaprojektowali i wykonali (poprzez organizację MOSIS USA) prototypową macierz 5x8 bloków CAB. Z symulacji komputerowych oraz pomiarów rzeczywistego układu wynika, że wykorzystując macierz analogową, możliwa jest realizacja filtrów dla sygnałów o częstotliwościach od kilkunastu kiloherców do kilku megaherców.

EN

A general configurable analog block (CAB) is presented, which consists of the programmable OTA, programmable capacitor and MOSFET switches. Using the CABs, the universal tunable and field programmable analog array (FPAA) can be constructed, which can realize many signal-processing functions, including filters. A prototype 5x8 CAB array has been fabricated. From the simulated and measured results it has been found that filters with frequencies from several kHz to a few MHz can be realized.

• Wydawca: Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału ETI Politechniki Gdańskiej. Technologie Informacyjne
• Rocznik: 2003
• Tom: nr 2
• Strony: 699--706
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., 8 rys., 3 tab.

Twórcy

autor

Pankiewicz B.

• Zakład Układów Elektronicznych, Politechnika Gdańska

autor

Wójcikowski M.

• Zakład Układów Elektronicznych, Politechnika Gdańska

autor

Szczepański S.

• Zakład Układów Elektronicznych, Politechnika Gdańska

Bibliografia

• [1] K. H. Loh, D. L. Hiser, W. J. Adams and R. L. Geiger, "A Robust Digitally Programmable And Reconfigurable Monolithic Filter Structure", Proc. IEEE Int. Symposium on Circuits and Systems, pp. 110-113, 1989.
• [2] E. K. F. Lee and P. G. Gulak, “A CMOS Field Programmable Analog Array", IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 26, No. 12, pp. 1860-1867, Dec. 1991.
• [3] E. Pierzchala and M. A. Perkowski, "High-Speed Field Programmable Analog Array Architecture Design", FPGA'94, Berkeley, Calif., Feb. 1994.
• [4] E. Pierzchala, M. Perkowski, P. Van Halen, R. Schaumann, "Current-mode amplifier/integrator for a field programmable analog array", IEEE Int. Solid State Circuits Conference Technical Digest, pp. 196-197, February 1995.
• [5] H. Kutuk, S. M. Kang, "A Field-Programmable analog array (FPAA) using switched-capacitor technique", Proc. IEEE Int, Symposium on Circuits and Systems, Vol. 4, pp. 41-43, May 1996.
• [6] A. Bratt and I. Macbeth, "Design And Implementation Of A Field Programmable Analogue Array", FPGA'96, pp. 88-93, 1996.
• [7] S.H.K. Embabi, X. Quan, N. Oki, A. Manjrekar, E. Sanchez-Sinencio, "A Field Programmable Analog Signal Processing Array", Proc. IEEE Midwest Sympsium on Circuits and Systems, Vol. 1, pp. 151-154, August 1996.
• [8] D. Anderson, C. Marcjan, D. Bersch, H. Anderson, P. Hu, O. Palusinski, D. Gettman, I. Macbeth, A. Bratt, "A Field Programmable Analog Array and its Application", IEEE Custom Integrated Circuits Conference, pp. 555-558, 1997.
• [9] MOTOROLA, "MPAA020 field programmable analog array datasheet, April 1997.
• [10] X. Quan, S.H.K. Embabi, E. Sanchez-Sinencio, "A Current-Mode Based Field Programmable Analog Array Architecture for Signal Processing Applications", IEEE Custom Integrated Circuits Conference, pp. 277-280, 1998.
• [11] V.C. Gaudet, P.G. Gulak, "CMOS Implementation of a Current Conveyor-Based Field-Programmable Analog Array", 1998.
• [12] B. Pankiewicz, M. Wojcikowski, J. Jakusz, J. Glinianowicz, S. Szczepanski, "A CMOS Configurable Analogue Block for Continuous-Time Programmable OTA-C Filters", Proc. European Conference on Circuit Theory and Design, pp. 1019-1022, 1999.
• [13] C.A. Looby, C. Lyden, "Op-Amp based CMOS field-programmable analogue array", IEE Proc.-Circuits Devices Syst., Vol. 147, No. 2 pp. 93-99, April 2000.
• [14] R.L. Geiger and E. Sanchez-Sinencio, "Active filter Design Using Operational Trans-conductance Amplifiers: A Tutorial", IEEE Circ. Dev. Mag., pp.20-32, Mar. 1985.
• [15] B. Nauta, "Analog CMOS Filters for Very High Frequencies", Kluwer Academic Publishers, 1993.
• [16] S. Szczepanski, J. Jakusz and R. Schaumann, "A Linear Fully Balanced CMOS OTA for VHF Filtering Applications", IEEE Trans. Circuits Syst. II, vol.44, no.3, pp.174-187, March 1997.
• [17] G. Groenewold, "The Design of High Dynamic Range Continuous-Time Integratable Band-Pass Filters", IEEE Trans. Circuits Syst., Vol.38, No.8, pp.838-852, Aug. 1991.
• [18] J. Mahattanakul and C. Toumazou, "Current-Mode Versus Voltage-Mode Gm-C Biquad Filters: What the Theory Says", IEEE Trans. Circuits Syst. II, Vol.45, No.2, pp. 173-186, Feb. 1998.
• [19] G. Efthivoulidis, L. Tóth and Y. Tsividis, "Noise in Gm-C Filters", IEEE Trans. Circuits Syst., Vol.45, No.3, pp. 295-302, March 1998.
• [20] J. M. Khuory "Design of a 15MHz CMOS Continuous-Time Filter with On-Chip Tuning", IEEE J. Solid-State Circuits, Vol. 26, No. 12, pp. 1988-1997, December 1991.
• [21] F. Krummenacher, N Joehl, "A 4-MHz CMOS Continuous-Time Filter with On-Chip Automatic Tuning", IEEE J. Solid-State Circuits, Vol. 23, No. 3, pp. 750-757, June 1988.
• [22] M. Banu, Y. Tsividis, "An Elliptic Continuous-Time CMOS Filter with On-Chip Automatic Tuning", IEEE J. Solid-State Circuits, Vol. SC-20, No. 6, pp. 1114-1121, December 1985.
• [23] K. A. Kozma, David A. Johns, "Automatic Tuning of Continuous-Time Integrated Filters Using an Adaptive Filter Technique", IEEE Transactions on Circuits and Systems, Vol. 38, No. 11, pp. 1241-1248, November 1991.
• [24] T. Deliyannis, Y. Sun and J.K. Fidler, Continuous-Time Active Filter Design, CRC Press, Florida, USA, 1999.
• [25] R. Schaumann, M.S. Gausi, K.R. Laker, Design of Analog Filters: Passive, Active RC and Switched Capacitor, Englewood Clifs, NJ: Prentice-Hall, 1990.
• [26] M.E. Valkenburg: Analog Filter Design, CBS College Publishing, New York, 1982.
• [27] G.Di Cataldo, G. Palumbo and S. Stivala, "New CMOS Current Mirrors With Improved High-Frequency Response", Int. J. of Circuit Theory and Applications, vol. 2 l , pp. 443-450, 1993.