การออกแบบวงจรกรองความถี่แอนะล็อกระดับนาโนวัตต์
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
บทความนี้แสดงวิธีการออกแบบวงจรกรองความถี่แอนะล็อกที่กินกำลังงานต่ำระดับนาโนวัตต์ โดยการออกแบบวงจรดังกล่าวจะต้องคำนึงถึงค่าพารามิเตอร์ที่สำคัญอันได้แก่ แรงดันไฟเลี้ยง กำลังงาน ความถี่ตัด สัญญาณรบกวน ย่านการทำงานพลวัต และค่าแสดงประสิทธิภาพ ซึ่งค่าเหล่านี้จะเป็นสิ่งที่บ่งบอกได้ว่าวงจรกรองความถี่ที่ออกแบบมานี้มีข้อดีข้อด้อยอย่างไรเมื่อเปรียบเทียบกับวงจรกรองความถี่ที่ถูกนำเสนอในเวลาที่ผ่านมาก่อนหน้านี้ ในบทความนี้ก็ได้ยกตัวอย่างการออกแบบวงจรกรองความถี่ต่ำผ่านอันดับ 4 มาเป็นกรณีศึกษา วงจรดังกล่าวสร้างขึ้นจากวงจรกรองอันดับ 2 สองวงจรที่นำมาต่อเรียงกัน ซึ่งทำงานได้ที่ระดับแรงดัน 0.6 V และมีค่าความถี่ตัดที่สามารถปรับค่าได้ตั้งแต่ 50 ถึง 300 Hz โดยที่ค่าความถี่ตัดเท่ากับ 150 Hz วงจรจะกินกำลังงานเพียงแค่ 0.55 nW เท่านั้น
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความนี้เป็นลิขสิทธิ์ของวารสาร Engineering Transactions คณะวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
เอกสารอ้างอิง
C. C. Enz, F. Krummenacher, and E. Vittoz, “An analytical MOS transistor model valid in all regions of operation and dedicated to low-voltage and low-current applications,” Analog Integrated Circuits and Signal Processing, vol. 8, no. 1, pp. 83–114, July 1995.
C. Sawigun and W. A. Serdijn, “A modular transconductance reduction technique for very low-frequency Gm-C filters,” in Proc. IEEE ISCAS, Seoul, Korea (South), 2012, pp. 1183-1186.
S. Thanapitak and C. Sawigun, “A 9.19 nW hybrid OTA – source follower biquad lowpass filter,” in Proc. IEEE TENCON-2014 Proc., Oct 2014.
C. Sawigun and P. Pawarangkoon, “A compact subthreshold CMOS 2nd-order gm-C lowpass filter,” in Proc. ECTICON-2015, June 2015.
C. Sawigun, W. Ngamkham and W. A. Serdijn, “A 0.5-V, 2-nW, 55-dB DR, fourth-order bandpass filter using single branch biquads: An efficient design for FoM enhancement,” Microelectronics Journal, vol. 45, no. 4, April 2014.
C.-Y. Sun and S.-Y. Lee, “A fifth-order butterworth OTA-C LPF with multiple-output differential-input OTA for ECG applications,” IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. PP, pp.1-1, Apr. 2017.
C. Sawigun, S. Hiseni and W. Serdijn, “A 0.45nW, 0.5V, 59-dB DR, Gm-C lowpass filter for portable ECG recording,” Proc. International Conference on Biomedical Electronics and Devices, January 2012.
S. Hiseni, C. Sawigun, S. Vanneste, E. Velden, D. Ridder and W. Serdijn, “A nano power CMOS Tinnitus detector for a fully implantable closed-loop neurodevice,” IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference (BioCAS), 2011.
C. Sawigun and P. Pawarangkoon, “0.6-V, sub-nW, second-order lowpass filters using flipped voltage followers,”IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems (APCCAS), 2016.
T.-T. Zhang, P.-I. Mak, M.-I. Vai, P.-U. Mak, M.-K. Law, S.-H. Pun, F. Wan and R. Martins, “15-nW biopotential LPFs in 0.35-mm CMOS using subthreshold-source-follower biquads with and without gain compensation,” IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems, vol. 7, no. 5, pp. 690-702, 2013.
C. Sawigun and S. Thanapitak, “A 0.9-nW, 101-Hz, and 46.3Vrms IRN low-pass filter for ECG acquisition using FVF biquads,” IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, 2018. (in press)
S. Thanapitak and C. Sawigun, “A subthreshold buffer-based biquadratic cell and its application to biopotential filter design,” IEEE Transactions on Circuits and Systems I, vol. 65, no. 9, pp. 2774-2783, 2018.
M. E. Van Valkenburg, Analog Filter Design, Holt-Saunders International Editions, 1982.
B. Razavi, Design of Analog CMOS Integrated Circuits, McGraw-Hill Education, Second Edition, 2017.
Prajuab Pawarangkoon, “A Nanopower 4 th -Order Chebyshev Lowpass Filter For ECG Detection System”, IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems (APCCAS), 2018.
