Análisis y diseño de un preamplificador de micrófono para aplicaciones móviles
Autores: Im, Saemin; Park, Sang-Gyu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Análisis y diseño de un preamplificador de micrófono para aplicaciones móviles
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Diseño
Preamplificador de acoplamiento de CA en chip
Impedancia de entrada
Rendimiento de ruido
Interruptores MOSFET
Consumo de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
Se presenta un diseño de un preamplificador de acoplamiento de CA en un chip para aplicaciones móviles. Un preamplificador de micrófono debe tener una gran impedancia de entrada para mitigar la reducción efectiva de ganancia causada por la impedancia de salida no nula del micrófono. A partir de una revisión de las estructuras de preamplificadores de micrófono previamente reportadas en términos de impedancia de entrada, viabilidad de acoplamiento de CA en el chip y rendimiento de ruido, elegimos una estructura de amplificador inversor con realimentación capacitiva. Además, para proporcionar un camino de polarización de corriente continua, utilizamos interruptores MOSFET en estado de apagado como pseudo-resistencias de resistencia muy grande en el rango de gigaohmios. La gran resistencia permite el acoplamiento de CA en el chip con un rendimiento de ruido suficiente. Se logra un arranque rápido encendiendo el interruptor durante un corto período durante el arranque del preamplificador. La ganancia del preamplificador se puede programar de 0 dB a 21 dB con pasos de 3 dB. Se adoptó un amplificador pseudo-clase-AB de 2 etapas para reducir el consumo de energía. El preamplificador propuesto se implementó utilizando un proceso CMOS de 28 nm y logra un rango dinámico de 107 dB en un ancho de banda de 20 kHz bajo una configuración de ganancia de 0 dB y señal de entrada diferencial equilibrada. El preamplificador disipa una potencia de 270 W con una fuente de alimentación de 1.8 V.
Descripción
Se presenta un diseño de un preamplificador de acoplamiento de CA en un chip para aplicaciones móviles. Un preamplificador de micrófono debe tener una gran impedancia de entrada para mitigar la reducción efectiva de ganancia causada por la impedancia de salida no nula del micrófono. A partir de una revisión de las estructuras de preamplificadores de micrófono previamente reportadas en términos de impedancia de entrada, viabilidad de acoplamiento de CA en el chip y rendimiento de ruido, elegimos una estructura de amplificador inversor con realimentación capacitiva. Además, para proporcionar un camino de polarización de corriente continua, utilizamos interruptores MOSFET en estado de apagado como pseudo-resistencias de resistencia muy grande en el rango de gigaohmios. La gran resistencia permite el acoplamiento de CA en el chip con un rendimiento de ruido suficiente. Se logra un arranque rápido encendiendo el interruptor durante un corto período durante el arranque del preamplificador. La ganancia del preamplificador se puede programar de 0 dB a 21 dB con pasos de 3 dB. Se adoptó un amplificador pseudo-clase-AB de 2 etapas para reducir el consumo de energía. El preamplificador propuesto se implementó utilizando un proceso CMOS de 28 nm y logra un rango dinámico de 107 dB en un ancho de banda de 20 kHz bajo una configuración de ganancia de 0 dB y señal de entrada diferencial equilibrada. El preamplificador disipa una potencia de 270 W con una fuente de alimentación de 1.8 V.