基于低功耗高速瞬態(tài)響應(yīng)OTA的高可靠抗輻射接口電路設(shè)計(jì).pdf

1、隨著國(guó)家航天事業(yè)的飛速發(fā)展，宇航應(yīng)用也不斷對(duì)集成電路設(shè)計(jì)提出新的挑戰(zhàn)，RS-422協(xié)議接口電路以其工作穩(wěn)定、可靠性高等特點(diǎn)，在國(guó)防及航天領(lǐng)域中同樣應(yīng)用廣泛。
　　低頻長(zhǎng)線傳輸中廣泛應(yīng)用的接口電路采用RS-422協(xié)議規(guī)范，該類接口電路一般由發(fā)送器和接收器兩部分組成，發(fā)送器是由簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯和較大的輸出驅(qū)動(dòng)管組成，傳輸末端的接收器是由差分放大器完成對(duì)長(zhǎng)線上衰減后信號(hào)的識(shí)別。傳統(tǒng)的接收器往往采用簡(jiǎn)單的二級(jí)放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種結(jié)構(gòu)電路增益小

2、、反映速度慢，且伴隨著較大的功耗。
　　近些年，高速低功耗設(shè)計(jì)已經(jīng)變成集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)，整機(jī)系統(tǒng)市場(chǎng)也紛紛提出了對(duì)高速度和低功耗的要求，這使得傳統(tǒng)的接收器迫切需要改進(jìn)優(yōu)化、重新考慮提高響應(yīng)速度和降低功耗的設(shè)計(jì)。跨導(dǎo)運(yùn)算放大器(OTA)以電流驅(qū)動(dòng)、增益可調(diào)等優(yōu)勢(shì)，一直被人們所廣泛使用。本文利用OTA(Operational Transconductance Amplifier)替代傳統(tǒng)接收器中放大器，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)OTA電路的

3、分析，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)接收器電路的高速低功耗。本文所設(shè)計(jì)的OTA，電路增益達(dá)到60dB，單位增益帶寬(GBW)2.213MHz，相位裕度60.11°，靜態(tài)電流30μA，正向壓擺率44V/μs，負(fù)向壓擺率74.9V/μs。最后設(shè)計(jì)出的RS-422協(xié)議接口模塊電路的靜態(tài)電流只有3.4mA，傳輸延遲Tplh為20.02ns、Tphl為18.5ns。
　　為了滿足更多的應(yīng)用需求，本文對(duì)所設(shè)計(jì)的接口模塊電路進(jìn)行了ESD（Electro