Tunable Square-Wave Generator for Integrated Sensor Applications

Sougata Kumar Kar,Siddhartha Sen

doi:10.1109/tim.2011.2128490

Abstract

An Operational Transconductance Amplifier (OTA) based square-wave and clock generator with independent control over amplitude and frequency has been presented in this paper. Two out of phase square-waves along with rail to rail clocks are generated which are suitable for integrated sensor applications. Both amplitude and frequency of the waveform generator can be controlled independently by tuning the bias currents of the OTAs. These bias currents are controlled by two highly linear tuning OTAs. The complete circuit is implemented fully on-chip in UMC 0.18 μm CMOS process technology making it possible for integration with micro-sensing devices. The measured results show wide sweep capability of amplitude from 280 mVpp to 1 Vpp and frequency from 120 kHz to 900 kHz approximately with good linearity. This generator is suitable for integrated capacitive and resistive sensors and other instrumentation applications.

Highlights

Исследования показали, что электрохимические процессы, связанные с анодным растворением и пассивацией, развиваются не сразу, а с различной динамикой в микро- и миллисекундном диапазоне времени [1, 2]
There has been a tendency in the industry to use electrochemical processing methods based on the use of milli- and microsecond pulses of different polarity and amplitude instead of a direct current
In order to study the effect of pulses parameters and the duration of a pause between them on the characteristics of the surface of parts made of various metallic materials in electrochemical and electrolyte-plasma processing modes the special power supply was modeled, designed and manufactured

Summary

Источник питания для исследования импульсных электрохимических процессов

Применение биполярных импульсов при полировании многих металлических материалов позволяет отказаться от использования дорогостоящих и вредных хромсодержащих электролитов. Для исследования влияния временных параметров импульсов тока, а также длительности пауз между ними на характеристики поверхности деталей из различных металлических материалов в процессе электрохимической обработки и при переходе процессов в область электролитно-плазменной обработки при повышении напряжения смоделирован, разработан и изготовлен специальный источник питания, обеспечивающий возможность регулирования частоты, длительности положительного и отрицательного импульсов, а также пауз между ними в широком диапазоне. Разработанный источник питания позволяет формировать импульсы тока до 50 А при напряжении от 0 до 400 В положительной и отрицательной полярностей и способен регулировать их длительность в диапазоне от 10,0 мкс до 8,1 с при возможности изменения соотношения длительности импульсов и пауз от 1:1 до 1:9.

Результаты исследований и обсуждение

Так Тка