發(fā)布時間：2020-06-11 10:18

【摘要】：論文研究對一種現(xiàn)場總線介質(zhì)結(jié)合單元(MAU)芯片的改進(jìn)和優(yōu)化問題�，F(xiàn)場總線技術(shù)廣泛應(yīng)用于自動控制領(lǐng)域,現(xiàn)場總線通信控制器是總線供電型儀表中的接口電路,用于實(shí)現(xiàn)總線上的信號與儀表內(nèi)部數(shù)字邏輯信號之間的轉(zhuǎn)換。MAU芯片是設(shè)計現(xiàn)場總線通信控制器的關(guān)鍵器件,功能完善的MAU芯片幾乎可以實(shí)現(xiàn)全部通信控制功能,因此也常被稱為現(xiàn)場總線通信控制器芯片。MAU芯片是一種復(fù)雜的系統(tǒng)級混合信號芯片,由于涉及耐高壓問題,設(shè)計難度較大。前期工作采用逆向與正向結(jié)合的方式設(shè)計了一種與國外芯片兼容的電路,基本可實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能,但由于與原芯片工藝差距較大等原因,存在一些潛在的問題。本文根據(jù)存在的問題對若干電路模塊進(jìn)行了改進(jìn),包括發(fā)送電路中的電流檢測放大器、啟動控制電路、基準(zhǔn)電流源模塊等。對接收電路中的濾波器模塊和數(shù)字控制電路進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。新設(shè)計采用HHNECBCD350GE工藝,設(shè)計特點(diǎn)是充分利用了這種工藝中的高性能雙極晶體管。論文給出了一種基于雙極晶體管的高共模輸入放大器,結(jié)合一種新的啟動控制電路,實(shí)現(xiàn)了從總線吸取的電流和內(nèi)部電源電壓都能平穩(wěn)建立的功能,并解決了原設(shè)計中可能出現(xiàn)的超耐壓隱患。論文給出了一種基于HHNECBCD350GE工藝特有的高電流放大倍數(shù)PNP晶體管和負(fù)溫度系數(shù)多晶電阻的低溫度系數(shù)基準(zhǔn)電流源設(shè)計方法,改善了芯片的溫度特性。論文首次研究了基于CGm-技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線MAU電路中的接收濾波器的可行性并給出了一種設(shè)計方案。本文采用正向設(shè)計的方法,對所設(shè)計的電路模塊做了較詳細(xì)的理論分析。設(shè)計中,充分利用了HHNECBCD350GE工藝的優(yōu)勢,使一些功能的實(shí)現(xiàn)得到簡化,減小了版圖面積并降低了功耗。論文對改進(jìn)后的電路進(jìn)行了較全面的仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明改進(jìn)后的電路的各個性能指標(biāo)都不低于原有電路。論文中給出了對改進(jìn)部分的版圖設(shè)計,并通過了DRC和LVS版圖驗(yàn)證。
【圖文】：

圖 1.2 現(xiàn)場總線通信控制器芯片結(jié)構(gòu)圖Fig. 1.2 Fieldbus communication controller chip structure diagram本文采用集成電路正向設(shè)計方法對現(xiàn)場總線通信控制器芯片的部分模塊電路進(jìn)進(jìn)，，并使用 Modelsim、Candence 等軟件對電路進(jìn)行改進(jìn)整理、仿真、最后繪制版圖

圖 2.4 簡單 PTAT 電流源的直流掃描分析結(jié)果Fig. 2.4 DC scan analysis results for a simple PTAT current source實(shí)用的 PTAT 電流源是一種實(shí)用的PTAT電流源，這種結(jié)構(gòu)巧妙的實(shí)現(xiàn)了保持兩個CI
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP273;TP336

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本文編號：2707758