针对应用于Sensor AFE的可编程增益仪表放大器的低频噪声干扰问题,设计一款低噪声可编程增益斩波电流反馈仪表放大器。该设计采用斩波技术实现对以1/f噪声为代表的低频噪声的抑制。在设计中加入数模转化器,通过电流叠加的方式实现对传感器失调的补偿,解决由传感器失调导致仪表放大器性能下降的问题。采用可编程电阻网络,实现可编程增益放大,提升仪表放大器的通用能力。仪表放大器基于TSMC 0.18 μm工艺,供电电压为2.7~3.6 V,通过调节电阻网络,实现16~2048倍放大,另外在传感器失调补偿范围和等效输入参考噪声参数上也较为理想。

针对传统Dickson结构电荷泵升压较慢,在用户模式下降低反熔丝FPGA工作速度,以及造成电路工作时序混乱的问题,在传统结构的基础上设计一种快速启动的电荷泵电路。该电路在常见的振荡器、非交叠时钟产生电路、主体电荷泵电路之外增设时钟信号增强电路以及0 V产生电路。以时钟信号增强电路,加快电荷的转移速率,实现电荷泵快速升压;0 V产生电路实现高压模块与低压模块的有效隔离,在编程模式下起到电路保护作用。基于CMOS工艺,在全局等效负载条件下进行仿真实验,结果表明改进后的电荷泵输出达到稳定的时间比原电路缩短了57.6%。实际流片后,电路功能测试正常。