FPAA研究及其在信號調理電路中的應用.pdf

1、受現場可編程門陣列FPGA（Field Programmable Gate Array）巨大成功的啟發(fā)，一種現場可編程模擬陣列FPAA（Field Programmable Analog Array）的新型器件被開發(fā)出來。該類器件與FPGA類似，可根據現場的實際需要，通過數字編程改變器件的內部配置，從而實現所需要的模擬電路功能和參數調節(jié)。與傳統(tǒng)的模擬電路設計相比，利用FPAA，配以合適的EDA（Electronic Design Aut

2、omation）工具使得模擬電路的設計更簡單、方便、快捷，并且能縮短產品的開發(fā)周期。這種電路設計方式在工業(yè)自動化、信號處理、無線電通信、儀器儀表、航空航天、人工神經網絡、機器人等多種領域得到了廣泛的應用，具有廣闊的應用前景。FPAA主要由可編程模擬核心單元CAB（Configurable Analog Block）、互連網絡、輸入輸出單元、配置數據存儲器等組成。它有多種實現技術，基于連續(xù)時間的跨導運算技術是實現FPAA的主流技術之一，也

3、是本文采用的實現方法。而智能信號調理是信息科學的一個研究熱點，基于FPAA的信號調理電路改變了傳統(tǒng)信號調理電路功能單一、參數不可調的缺點，更能適應于當今復雜的工程需求。因此，本文對利用線性跨導可調POTA實現的FPAA進行了研究，并探討了其在信號調理電路中的應用。
　　本研究主要內容包括：⑴針對OTA線性范圍窄、跨導不可調的缺點，設計了基于信號衰減技術和交叉耦合技術的兩種不同類型的線性范圍更寬、跨導可調的POTA，并對二者進行了分

4、析比較，得出后者性能更好，并將其作為基礎單元應用于后續(xù)FPAA單元電路及FPAA陣列設計中。⑵FPAA一般通過可編程開關電容矩陣來實現參數的可調節(jié)，為了減少其中的寄生電容對電容矩陣的影響，設計了一種基于POTA的可編程電容倍增電路，它能夠減少開關的使用，降低了寄生參數的影響，同時簡化了電路結構，更易集成。并以此為基礎結合POTA搭建了一個FPAA的核心單元CAB電路。⑶將上述設計的多個CAB電路用六邊形互連網絡、可編程開關以及開關共享技