High-precision voltage follower for hardware signal processing

• Autorzy: Wojtyna R.

Warianty tytułu

PL

Precyzyjny wtórnik napięciowy do sprzętowego przetwarzania sygnałów

• Konferencja: International Conference Mixed Design of Integrated Circuits and Systems : MIXDES 2006 (22-24.06.2006 ; Gdynia, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An atypical voltage follower is presented, whose features make it attractive to be applied in VLSI analog signal processing circuits like, for instance, artificial neural networks (ANN's) or switched-capacitor filters (SC-filters). The follower main advantages are high acting precision and low power consumption. Another advantage is a very low input capacitance (about 2fF) and extremely high input resistance. Its drawback is a relatively narrow range of input voltage variations resulting from the follower simplicity and power economic operation. General idea, basic realization and latest version of the circuit are discussed in detail. Simulation results concerning the new 0.18 µm version are shown in this paper. Moreover, layout and microphotograph referring to a previous 0.8 µm version of the follower are presented. Prototypes of the new 0.18 µm circuit have just been fabricated and now are investigated experimentally.

PL

Prezentowany jest nietypowy wtórnik napięciowy, którego cechy czynią atrakcyjnym do zastosowania w scalonych układach analogowego przetwarzania sygnałów, np. w sztucznych sieciach neuronowych (ANN's) lub filtrach z przełączanymi kondensatorami (SC-filters). Głównymi zaletami tego wtórnika są duża precyzja pracy i mały pobór mocy oraz bardzo mała pojemność wejściowa (około 2 fF) i szczególnie duża rezystancja wejściowa. Jego wadą jest stosunkowo wąski przedział zmian napięcia wejściowego, wynikający z prostej budowy i energooszczędnej pracy wtórnika. Szczegółowo omawiana jest ogólna idea, podstawowa realizacja oraz najnowsza wersja tego układu. Pokazano wyniki symulacji dotyczące nowej wersji wykonanej w technologii 0,18 µm, projekt technologiczny (layout) i zdjęcie mikroskopowe poprzedniej wersji wtórnika wykonanej technologii 0,8 µm. Prototypy nowego układu wykonane w technologii 0,18 µm zostały właśnie wyprodukowane i obecnie są badane eksperymentalnie.

Słowa kluczowe

EN

CMOS voltage followers; analog ASIC's; low-power low-voltage circuits; hardware signal processing

PL

wtórniki napięciowe CMOS; analogowe układy ASIC; niskonapięciowe układy małej mocy; sprzętowe przetwarzanie sygnałów

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 47, nr 10
• Strony: 23--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., wykr.

Twórcy

autor

Wojtyna R.

• University of Technology and Agriculture, Poland

Bibliografia

• [1] Vittoz E.: Micropower techniques in design of analog-digital VLSI circuits for telecommunications and signal processing. Edit. J. Franca and Y. Tsividis, Prentice Hall, 1993.
• [2] Cauwenberghs G., Bayoumi M.: Learning on silicon, adaptive VLSI neural systems. Kluwer Academic Publishers, 1999.
• [3] Wojtyna R.: CMOS voltage buffer for extremely low supply operation. Electron Technology Journal, pp. 288-292, vol. 32, no 3, ITE 1999.
• [4] Wojtyna R., Grad P.: Analog memory cell for on-chip learned artificial neural networks. Int. Workshop MIXDES'2001, pp. 479-482, Zakopane 2001.
• [5] Grad P.: Switched-feddback analog memories for CMOS neuro-processing. Ph.D. Dissertation, University of Technology & Agriculture, Bydgoszcz 2003 (in Polish).
• [6] Długosz R., Wojtyna R.: Voltage-buffer-based low-power area-efficient SC FIR filter for wireless communication. VLSI Circuits and Systems II, edited by J. F. Lopez, L. F. Fernandez, J. M. Lopez-Villegas, J. M. de la Rosa, Proceedings of SPIE, vol. 5837, pp. 288-299, Bellingham, WA, 2005.
• [7] Wojtyna R., Talaśka T.: Improved Power-Saving Synapse for Hardware Implemented ANN's. Int. Conf. on Signals and Electronic Systems ICSES'04, Poznań 2004, pp. 27-30.
• [8] Wojtyna R.: Simple CMOS transconductance-mode differential squarer. IEEE Workshop SIGNAL PROCESSING'2003, pp. 171, Poznań 2005.