Search
Filters
total: 462
Search results for: ANALOGUE CMOS CIRCUITS
-
Analogue CMOS ASICs in Image Processing Systems
PublicationIn this paper a survey of analog application specific integrated circuits (ASICs) for low-level image processing, called vision chips, is presented. Due to the specific requirements, the vision chips are designed using different architectures best suited to their functions. The main types of the vision chip architectures and their properties are presented and characterized on selected examples of prototype integrated circuits (ICs)...
-
CMOS realisation of analogue processor for early vision processing
PublicationThe architecture concept of a high-speed low-power analogue vision chip, which performs low-level real-time image algorithms ispresented. The proof-of-concept prototype vision chip containing 32 × 32 photosensor array and 32 analogue processors is fabricated usinga 0.35 μm CMOS technology. The prototype can be configured to register and process images with very high speed, reaching 2000 framesper second, or achieve very low power...
-
CMOS implementation of an analogue median filter for image processing in real time
PublicationAn analogue median filter, realised in a 0.35 μm CMOS technology, is presented in this paper. The key advantages of the filter are: high speed of image processing (50 frames per second), low-power operation (below 1.25 mW under 3.3 V supply) and relatively high accuracy of signal processing. The presented filter is a part of an integrated circuit for image processing (a vision chip), containing: a photo-sensor matrix, a set of...
-
A low-voltage CMOS negative impedance converter for analogue filtering applications
PublicationLow-voltage high-frequency continuous-time filters are still required in many applications and are the subject of continuing research. There are many techniques to realize integrated filters, including OTA C, Opamp RC and MOSFET-C-Opamp. The latter two show high dynamic range at low supply voltage, but their frequency operating range is usually limited to several megahertz. Transconductance filters are dedicated to higher frequencies....
-
On fault diagnosis of analogue electronic circuits based on transformations in multi-dimensional spaces.
PublicationPrzedstawiono ideę nowej klasy metod diagnostycznych opartej na przekształceniu transformującym zmiany parametru układu na krzywe identyfikacyjne w przestrzeniach wielowymiarowych. Rozszerzono również klasę tych metod na diagnostykę uszkodzeń wielokrotnych. Dla takich metod omówiono algorytm lokalizacji i identyfikacji pojedynczych i wielokrotnych uszkodzeń parametrycznych w liniowych układach elektronicznych. Przedstawiono rezultaty...
-
Reducing average and peak temperatures of VLSI CMOS circuits by means of evolutionary algorithm applied to high level synthesis.
PublicationW pracy przedstawiono adaptacyjny algorytm ewolucyjny zastosowany do syntezy wysokiego poziomu układów cyfrowych CMOS w celu zredukowania pobieranej przez nie mocy. Prowadzi to do redukcji szczytowej i średniej temperatury układu scalonego. Dzięki temu uzyskuje się wzrost niezawodności projektowanych układów scalonych.
-
Bogdan Pankiewicz dr hab. inż.
PeopleBogdan Pankiewicz graduated in 1993 from the Department of Electronics at Gdansk University of Technology (GUT) and in 2002 he obtained a doctoral degree in the field of electronics at the Faculty of Electronics, Telecommunications and Informatics at GUT. From the beginning of his career he is associated with GUT: first as an assistant (years 1994-2002) and then as assistant professor (since 2002) at the Faculty of Electronics,...
-
Characteristics of an image sensor with early-vision processing fabricated in standard 0.35 µm CMOS technology
PublicationThe article presents measurement results of prototype integrated circuits for acquisition and processing of images in real time. In order to verify a new concept of circuit solutions of analogue image processors, experimental integrated circuits were fabricated. The integrated circuits, designed in a standard 0.35 µm CMOS technology, contain the image sensor and analogue processors that perform low-level convolution-based image...
-
Programmable Input Mode Instrumentation Amplifier Using Multiple Output Current Conveyors
PublicationIn this paper a programmable input mode instrumentation amplifier (IA) utilising second generation, multiple output current conveyors and transmission gates is presented. Its main advantage is the ability to choose a voltage or current mode of inputs by setting the voltage of two configuration nodes. The presented IA is prepared as an integrated circuit block to be used alone or as a sub-block in a microcontroller or in a field...
-
Analog CMOS processor for early vision processing with highly reduced power consumption
PublicationA new approach to an analog ultra-low power visionchip design is presented. The prototype chip performs low-levelconvolutional image processing algorithms in real time. Thecircuit is implemented in 0.35 μm CMOS technology, contains64 x 64 SIMD matrix with embedded analogue processors APE(Analogue Processing Element). The photo-sensitive-matrix is of2.2 μm x 2.2 μm size, giving the density of 877 processors permm2. The matrix dissipates...
-
Ladder-Based Synthesis and Design of Low-Frequency Buffer-Based CMOS Filters
PublicationBuffer-based CMOS filters are maximally simplified circuits containing as few transistors as possible. Their applications, among others, include nano to micro watt biomedical sensors that process physiological signals of frequencies from 0.01 Hz to about 3 kHz. The order of a buffer-based filter is not greater than two. Hence, to obtain higher-order filters, a cascade of second-order filters is constructed. In this paper, a more...
-
Highly linear CMOS triode transconductor for VHF applications
PublicationA high-speed, fully balanced complementary-symmetry metal-oxide-semiconductor (CMOS) triode transconductor is presented. The proposed approach exploits a pseudo-differential-pair triode configuration with a simple adaptive circuit stabilising the drain-to-source voltages of metal-oxide-semiconductor (MOS) transistors. Since no additional active circuits (apart from the resistors made of the cut-off MOS devices) and no feedback...
-
Marek Wójcikowski dr hab. inż.
PeopleMarek Wójcikowski graduated in 1993 from the Department of Electronics at Gdansk University of Technology (GUT). In 2002 he obtained a doctoral degree in the field of electronics and in 2016 he obtained a habilitation at the Faculty of Electronics, Telecommunications and Informatics at GUT. From the beginning of his career he is associated with GUT: first as an assistant (years 1994-2002) and then as assistant professor (since...
-
Low-Power Receivers for Wireless Capacitive Coupling Transmission in 3-D-Integrated Massively Parallel CMOS Imager
PublicationThe paper presents pixel receivers for massively parallel transmission of video signal between capacitive coupled integrated circuits (ICs). The receivers meet the key requirements for massively parallel transmission, namely low-power consumption below a single μW, small area of less than 205 μm2, high sensitivity better than 160 mV, and good immunity to crosstalk. The receivers were implemented and measured in a 3-D IC (two face-to-face...
-
A 0.5 V Nanowatt Biquadratic Low-Pass Filter with Tunable Quality Factor for Electronic Cochlea Applications
PublicationA novel implementation of an analogue low-power, second-order, low-pass filter with tunable quality factor (Q) is presented and discussed. The filter feature is a relatively simple, buffer-based, circuit network consisting of eleven transistors operating in a subthreshold region. Q tuning is accomplished by injecting direct current into a network node, which changes the output resistance of the transistors and, as a result, modifies...
-
Noise modeling of static CMOS gates for low-noise circuit synthesis
PublicationW artykule przedstawiono efektywną metodę modelowania widma szumu napięcia zasilającego generowanego przez statyczne bramki cyfrowe CMOS. Metoda modelowania uwzględnia krótkie impulsy prądowe powstające w czasie przełączania bramek i pozwala oszacować górne limity widma szumu napięcia zasilającego co umożliwia niskoszumową syntezę układów cyfrowych.
-
The Multiplatform Environment for Simulation and Features Estimation of Mixed-Signal Devices
PublicationThe use of simulation laboratories is gaining popularity in thedomains of engineering programs. However, the experience in teaching showsthat the simulation itself is not very effective in didactic processes. Teachingprocesses in thefield of specialist subjects, designed for students of technicaluniversities, should be based on direct operations performed by the student onreal devices. At the same time, at the later stages of didactic...
-
Analogue GPS repeater
PublicationThis article concerns the problem of difficulty in correct indoor Global Positioning System (GPS) signals reception due to attenuation. Radio signal repeaters are proposed as means to solve this problem. Firstly, the GPS signal characteristics are described, emphasizing their low power in the point of reception. In the second part, various applications of GPS signal repeater, where indoor GPS signals reception is required, are...
-
Geometric analogue of holographic reduced representation
PublicationHolographic reduced representations (HRRs) are distributed representations of cognitive structuresbased on superpositions of convolution-bound n-tuples. Restricting HRRs to n-tuples consisting of 1,one reinterprets the variable binding as a representation of the additive group of binary n-tupleswith addition modulo 2. Since convolutions are not defined for vectors, the HRRs cannot be directlyassociated with geometric structures....
-
An Ultra-Low-Energy Analog Comparator for A/D Converters in CMOS Image Sensors
PublicationThis paper proposes a new solution of an ultra-low-energy analog comparator, dedicated to slope analog-to-digital converters (ADC), particularly suited for CMOS image sensors (CISs) featuring a large number of ADCs. For massively parallel imaging arrays, this number may be as high as tens-hundreds of thousands ADCs. As each ADC includes an analog comparator, the number of these comparators in CIS is always high. Detailed analysis...
-
Large dynamic range high frequency fully differential CMOS transconductanceamplifier.
PublicationW pracy zaproponowano nową koncepcję układową w pełni różnicowego wzmacniacza transkonduktancyjnego CMOS o dużym zakresie dynamiki i szerokim pasmie częstotliwości. Przeprowadzone badania teoretyczne i symulacyjne potwierdziły małe zniekształcenia harmoniczne (THD), szerokie pasmo przenoszonych częstotliwości oraz duży zakres dynamiki dla sygnałów różnicowych.
-
Light-Powered Starter for Micro-Power Boost DC–DC Converter for CMOS Image Sensors
PublicationThe design of a starter for a low-voltage, micro-power boost DC–DC converter intended for powering CMOS image sensors is presented. A unique feature of the starter is extremely low current, below 1 nA, supplying its control circuit. Therefore, a high-voltage (1.3 V) configuration of series-connected photovoltaic diodes available in a standard CMOS process or a small external LED working in photovoltaic mode can be used as an auxiliary...
-
Programowalny zlinearyzowany wzmacniacz transkonduktancyjny CMOS
PublicationW artykule przedstawiono metodę linearyzacji wzmacniacza transkonduktancyjnego CMOS wykorzystującą sprzężenie w przód. Zaproponowany wzmacniacz składa się ze wzmacniaczy różnicowych MOS oraz rezystora służącego jako odniesienie. W rezultacie otrzymujemy efektywną metodę linearyzacji charakterystyk przejściowych wzmacniacza transkonduktancyjnego. Programowanie wartości transkonduktancji wzmacniacza realizowane jest z zastosowaniem...
-
Niskonapięciowy filtr analogowy CMOS wykorzystujący konwerter ujemnoimpedancyjny
PublicationA low-voltage 3-order low-pass CMOS filter based on the novel current inversion type negative impedance converter (CNIC) is presented. It shows a badwidth of 10 MHz at 400 uW power consumption and 2 V supply voltage when realized in a 0.35 um CMOS process.
-
Design of highly linear tunable CMOS OTA for continuous-time filters
PublicationW pracy przedstawiono analityczną metodę projektowania wzmacniaczy transkon-duktancyjnych CMOS o bardzo dobrej liniowości. Zaproponowano dwie wersje układu różniące się umiejscowieniem dodatkowej pary różnicowej służącej do kompensacji nieliniowości charakterystyki przejściowej. Praca zawiera wyniki symulacji pełnych wersji obu układów otrzymane przy użyciu symulatora SPICE.
-
Fault detection in electronic circuits using test buses
PublicationA survey of test buses designed for diagnostics of digital and analog electronic circuits is presented: the IEEE 1149.1 bus for digital circuits, the IEEE 1149.4 bus for mixed-signal and the IEEE 1149.6 bus for AC coupled complex digital circuits. Each bus is presented with its structure, solution of key elements, particularly boundary registers and a set of test instructions. Diagnosis with the use of the described buses is...
-
Electric shock hazard in circuits with variable-speed drives
PublicationThe conventional approach to electrical safety under fault condition in typical power systems considers earth fault currents of sinusoidal waveform and frequency of 50/60 Hz. However, in circuits with variable-speed drives, there is earth fault current flow with harmonics, and these harmonics influence the threshold of ventricular fibrillation. The paper presents earth fault current waveforms in circuits with variable-speed drives...
-
A High-Efficient Low-Voltage Rectifier for CMOS Technology
PublicationA new configuration of rectifier suiting CMOS technology is presented. The rectifier consists of only two nchannel MOS transistors, two capacitors and two resistors; for this reason it is very favourable in manufacturing in CMOS technology. With these features the rectifier is easy to design and cheap in production. Despite its simplicity, the rectifier has relatively good characteristics, the voltage and power efficiency, and...
-
A field programmable analog array for CMOS continuous-time OTA-C filter applications
PublicationW artykule opisano programowalny wzmacniacz transkonduktancyjny oraz konfigurowalny blok analogowy CAB składający się ze wzmacniacza transkonduktancyjnego, kluczy oraz programowalnego kondensatora. Z bloków CAB można zbudować uniwersalne, programowalne filtry. Wzmacniacz transkondukancyjny został przesymulowany oraz wykonany w technologii CMOS. Wyniki pomiarów pokazują, że transkonduktancja wzmacniacza może być przestrajana ponad...
-
Programmable Digital Circuits (2023/2024)
e-Learning Courses -
Programmable CMOS operational transconductance amplifier OTA
PublicationW pracy przedstawiono ulepszoną wersję programowalnego wzmacniacza transkonduktacyjnego o szerokim paśmie przepustowym. Zaprojektowany wzmacniacz został przesymulowany komputerowo oraz wyprodukowany w technologii CMOS. Wyniki wskazują na ponad 450 krotną możliwość zmiany współczynnika transkonduktancji oraz 3dB pasmo częstotliwościowe leżące powyżej 300MHz. Przedstawiono również zastosowanie wzmacniacza OTA w analogowej tablicy...
-
An Analog Sub-Miliwatt CMOS Image Sensor With Pixel-Level Convolution Processing
PublicationA new approach to an analog ultra-low power medium-resolution vision chip design is presented. The prototype chip performs low-level image processing algorithms in real time. Only a photo-diode, MOS switches and two capacitors are used to create an analog processing element (APE) that is able to realize any convolution algorithm based on a full 3x3 kernel. The proof-of-concept circuit is implemented in 0.35 µm CMOS technology,...
-
Pikselowy cyfrowy układ CDS przeznaczony do przetwornika obrazu CMOS
PublicationW artykule zaproponowano cyfrowy układ CDS (Correlated Double Sampling) przeznaczony do przetwornika obrazu CMOS. Układ różni się od klasycznych rozwiązań tym, że dwie pamięci przechowujące próbki sygnału wizyjnego zastąpiono jednym licznikiem rewersyjnym. Dzięki tej modyfikacji możliwa jest znaczna redukcja powierzchni układu CDS i umieszczenie go w każdym pikselu przetwornika obrazu CMOS. System został zaprojektowany i przesymulowany...
-
Pikselowy cyfrowy układ CDS przeznaczony do przetwornika obrazu CMOS
PublicationW artykule zaproponowano cyfrowy układ CDS (Correlated Double Sampling) przeznaczony do przetwornika obrazu CMOS. Układ różni się od klasycznych rozwiązań tym, że dwie pamięci przechowujące próbki sygnału wizyjnego zastąpiono jednym licznikiem rewersyjnym. Dzięki tej modyfikacji możliwa jest znaczna redukcja powierzchni układu CDS i umieszczenie go w każdym pikselu przetwornika obrazu CMOS. System został zaprojektowany i przesymulowany...
-
System of protection against electric shock for circuits with power electronics converters
PublicationModern low voltage circuits are very often equipped with power electronics converters, therefore in these circuits non-sinusoidal earth currents (touch currents) may occur. For non-sinusoidal currents safety criteria should be modified. This paper presents these modified criteria and a computer system of protection against electric shock which can be implemented in circuits with power electronics converters. The system is based...
-
Niskonapięciowy filtr analogowy CMOS oparty o konwerter ujemno-impedancyjny
PublicationA low-voltage 3-order low-pass CMOS filter based on the novel current inversion type negative impedance converter (CNIC) is presented. It shows a badwidth of 10 MHz at 400 uW power consumption and 2 V supply voltage when realized in a 0.35 um CMOS process.
-
Multiple output CMOS current amplifier
PublicationIn this paper the multiple output current amplifier basic cell is proposed. The triple output current mirror and current follower circuit are described in detail. The cell consists of a split nMOS differential pair and accompanying biasing current sources. It is suitable for low voltage operation and exhibits highly linear DC response. Through cell devices scaling, not only unity, but also any current gains are achievable. As...
-
Algorytmiczne metody redukcji poboru mocy w układach CMOS
PublicationW pracy przedstawiono wybrane możliwości zredukowania poboru mocy układów CMOS z wykorzystaniem dwóch algorytmów szeregowania zadań w procesie syntezy wysokiego poziomu układów cyfrowych. Zaprezentowano dwa opracowane algorytmy, a mianowicie MAREL i UNILO, dla których utworzono odpowiednie programy pozwalające uzyskać redukcję mocy projektowanych układów CMOS. Przeprowadzone badania testowe przy pomocy standardowych benchmarków...
-
A CMOS Pixel With Embedded ADC, Digital CDS and Gain Correction Capability for Massively Parallel Imaging Array
PublicationIn the paper, a CMOS pixel has been proposed for imaging arrays with massively parallel image acquisition and simultaneous compensation of dark signal nonuniformity (DSNU) as well as photoresponse nonuniformity (PRNU). In our solution the pixel contains all necessary functional blocks: a photosensor and an analog-to-digital converter (ADC) with built-in correlated double sampling (CDS) integrated together. It is implemented in...
-
On analog comparators for CMOS digital pixel applications. A comparative study
PublicationVoltage comparator is the only – apart from the light-to-voltage converter – analog component in the digital CMOS pixel. In this work, the influence of the analog comparator nonidealities on the performance of the digital pixel has been investigated. In particular, two versions of the digital pixel have been designed in 0.35 μm CMOS technology, each using a different type of analog comparator. The properties of both versions have...
-
Prosty komparator analogowy dla cyfrowego przetwornika obrazu CMOS
PublicationKomparator napięciowy, oprócz przetwornika światło-napięcie, jest jedynym elementem analogowym w cyfrowym pikselu CMOS. W pracy badano wpływ nieidealności komparatora analogowego na parametry cyfrowego piksela. W tym celu zaprojektowano w technologii CMOS 0,35μm dwie wersje cyfrowego piksela, różniące się typem zastosowanego komparatora analogowego. W pierwszej wersji piksela zastosowano różnicowy komparator o zwiększonej powierzchni...
-
Single-Slope ADC With Embedded Convolution Filter for Global-Shutter CMOS Image Sensors
PublicationThis brief presents an analog-to-digital converter (ADC) suitable for acquisition and processing of images in the global-shutter mode at the pixel level. The ADC consists of an analog comparator, a multi-directional shift register for the comparator states, and a 16-bit reversible binary counter with programmable step size. It works in the traditional single-slope mode. The novelty is that during each step of the reference ramp,...
-
Prosty komparator analogowy dla cyfrowego przetwornika obrazu CMOS
PublicationKomparator napięciowy, oprócz przetwornika światło-napięcie, jest jedynym elementem analogowym w cyfrowym pikselu CMOS. W pracy badano wpływ nieidealności komparatora analogowego na parametry cyfrowego piksela. W tym celu zaprojektowano w technologii CMOS 0,35 µm dwie wersje cyfrowego piksela, różniące się typem zastosowanego komparatora analogowego. W pierwszej wersji piksela zastosowano różnicowy komparator o zwiększonej powierzchni...
-
Design of a 3.3V four-quadrant analog CMOS multiplier
PublicationW pracy przedstawiono dwa czterokwadrantowe mnożniki analogowe CMOS pracujące przy napięciu zasilania 3.3V. Układy wykorzystują tranzystory MOS pracujące zarówno w zakresie nasycenia jak i w zakresie triodowym. Wyniki symulacji komputerowych pokazują, że współczynnik zawartości harmonicznych (THD) sygnału wyjściowego jest mniejszy niż 0.75% dla sygnału wejściowego o amplitudzie 1V o częstotliwości 10MHz. Pasmo 3dB układu wynosi...
-
Programowalny zlinearyzowany wejściowy stopieńwzmacniacza transkonduktancyjnego CMOS
PublicationW artykule przedstawiono zlinearyzowany wejściowy stopień wzmacniacza transkonduktancyjnego CMOS. W jego skład wchodzi para różnicowa, prosty jednostopniowy wzmacniacz operacyjny o szerokim paśmie oraz rezystor. Elementy te pracują objęte pętlą ujemnego sprzężenia zwrotnego a linearyzacja osiągana jest przez powielenie liniowych charakterystyk rezystora. W rezultacie otrzymujemy wejściowy stopień wzmacniacza transkonduktancyjnego...
-
3.3V CMOS differential pair transconductor with active error feedback.
PublicationW pracy opisano nową koncepcję układową różnicowego wzmacniacza transkonduktancyjnego CMOS z aktywnym ujemnym sprzężeniem zwrotnym błędu przeznaczonego do pracy z napięciem zasilania 3.3V. Przeprowadzono badania symulacyjne z wykorzystaniem pakietu SPICE oraz pokazano przykładową implementację układu dolnoprzepustowego filtru Gm-C rzędu czwartego w aproksymacji Butterwortha.
-
Estimation of DC motor parameters using a simple CMOS camera
PublicationDifferent components of control systems for mobile robots are based on dynamic models. In low-cost solutions such a robot is wheeled and equipped with DC motors, which have to be included in the model of the robot. The model is fairly simple but determination of its parameters needs not to be easy. For instance, DC motor parameters are typically identified indirectly using suitable measurements, concerning engine voltage, current,...
-
Unity-Gain Zero-Offset CMOS Buffer with Improved Feedforward Path
PublicationA voltage unity-gain zero-offset CMOS amplifier with reduced gain error and increased PSRR (power supply rejection ratio) is proposed. The amplifier uses two feed mechanisms, negative feedback and supporting positive feedforward, to achieve low deviation from unit gain over the entire input range. The circuit, designed in a standard 180-nanometer 1.8-voltage CMOS process, is compared with two known buffers of similar topology,...
-
Zakłócenia sprzężenia podłożowego w układach scalonych CMOS
PublicationTemat artykułu stanowią zagadnienia modelowania sprzężenia podłożowego w układach scalonych CMOS. Zaprezentowana została metoda modelowania podłoża oparta na funkcji Green´a, która pozwala projektantom wygenerować model podłoża na podstawie danych geometrycznych projektu topografii oraz danych technologicznych procesu. Na podstawie symulacji komputerowej dwóch mieszanych układów scalonych (oscylator pierścieniowy i "analogowy"...
-
Technique to improve CMRR at high frequencies in CMOS OTA-C filters
PublicationIn this paper a technique to improve the common-mode rejection ratio (CMRR) at high frequencies in the OTA-C filters is proposed. The technique is applicable to most OTA-C filters using CMOS operational transconductance amplifiers (OTA) based on differential pairs. The presented analysis shows that a significant broadening of CMRR bandwidth can be achieved by using a differential pair with the bodies of transistors connected to...