用于液晶光學(xué)相陣列驅(qū)動(dòng)的專用多路模擬通道的設(shè)計(jì).pdf

1、光束掃描偏轉(zhuǎn)控制是光電科學(xué)的前沿技術(shù)之一，它在自由空間通信、光電跟蹤(APT)技術(shù)、光電對(duì)抗和光互聯(lián)領(lǐng)域，都有極重要的應(yīng)用。利用光學(xué)相陣列進(jìn)行光束掃描是屬于全電、非慣性掃描跟蹤技術(shù)，具有可電尋址、無(wú)機(jī)械磨損、分辨能力高、控制精度高、功耗低、體積小、重量輕、能提高有效載荷的優(yōu)點(diǎn)，是科技發(fā)達(dá)的國(guó)家極其重視的新領(lǐng)域。
　　液晶光學(xué)相陣列（Liquidcrystalopticalphasedarray）是一種新型器件，與液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)機(jī)

2、理相似，將可控的變化電場(chǎng)作用于液晶層上，使具有光學(xué)雙折射性質(zhì)的液晶分子的指向矢排列方向發(fā)生變化，導(dǎo)致液晶分子的折射率發(fā)生變化，從而控制光束的偏轉(zhuǎn)方向。
　　液晶光學(xué)相陣列的驅(qū)動(dòng)電壓是雙極性脈沖模擬電壓，電壓的變化直接影響對(duì)液晶相位的調(diào)制。由于光學(xué)相陣列是高密度陣列結(jié)構(gòu)，需有幾百個(gè)到幾千個(gè)控制電極，每個(gè)控制電極均需要有一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)提供相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓，所以一個(gè)高密度多路模擬開(kāi)關(guān)是液晶光學(xué)相陣列驅(qū)動(dòng)電路中必需的一個(gè)電子器件，而目前市場(chǎng)上

3、只有集成度很低的模擬開(kāi)關(guān)，通常為4~8路，沒(méi)有適合上述要求的集成模擬開(kāi)關(guān)，為此需要設(shè)計(jì)并加工專用的高密度集成模擬開(kāi)關(guān)。
　　本文旨在設(shè)計(jì)一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)液晶光學(xué)相陣列的模擬集成開(kāi)關(guān)，該模擬開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)成單刀雙擲結(jié)構(gòu)，利用外圍控制端口可選擇兩路模擬電壓中的任何一路，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)對(duì)加載于液晶電極模擬電壓占空比的可編程控制。在設(shè)計(jì)模擬開(kāi)關(guān)的過(guò)程中，著重設(shè)計(jì)了構(gòu)成模擬通道的CMOS傳輸門(mén)結(jié)構(gòu)，考慮了液晶電極對(duì)模擬開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電阻的要求，計(jì)算出合適的

4、MOS管的寬長(zhǎng)比，盡可能優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到成本的最低化。最終，所有的設(shè)計(jì)參數(shù)通過(guò)了Hspice的電路模擬仿真，通過(guò)Cadence公司的版圖設(shè)計(jì)工具Virtuoso繪制了模擬開(kāi)關(guān)的版圖，將電路原理與版圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)對(duì)比，且提取的版圖參數(shù)通過(guò)了后仿真，說(shuō)明設(shè)計(jì)的模擬開(kāi)關(guān)滿足了驅(qū)動(dòng)光學(xué)相陣列的參數(shù)要求。最終設(shè)計(jì)的模擬開(kāi)關(guān)芯片為56個(gè)管腳、26個(gè)模擬輸出端子、26個(gè)控制端子、一個(gè)常開(kāi)與一個(gè)常閉端子，以及電源與地。芯片封裝尺寸為16mm×22mm，與MA