第六届集创赛——艾为杯
艾为杯
一、杯赛题目
应用于Sensor AFE的低噪声PGA设计
二、参赛组别
A组，B组
三、设计任务
设计一款低噪声的PGA，该电路用于采集传感器信号的模拟前端。
传感器模拟前端示意图
四、设计指标：
1. 工作温度：-40℃～+125℃
2. 工作电压：1.8V～3.6V
3. PGA全差分输出，放大倍数：1～2048,11bits可调
4. 输入输出摆幅：0.2V～（VDD-0.2）V
5. 输入阻抗：RIN>1MΩ
6. 等效输入噪声VnRMS：<5μVRMS（1～100kHz,gain=256，CLOAD=5pF）
7. 输出响应时间tsettle：<8μs（gain=1,0V到0.5*VDD差分阶跃输入,建立精度0.1%，CLOAD=5pF））
8. 失调补偿范围：±500mV，补偿精度：0.5mV
9.共模抑制比CMRR：>100dB（1kHz,gain=256，CLOAD=5pF）
10.电源抑制比PSRR：>100dB（1kHz,gain=256，CLOAD=5pF）
11. 整体功耗：Itot<1mA
12. 工艺：90nm~0.35μm
整体性能指标计算公式如下，其中norm值为设计指标中参考值，所计算FOMAW需体现在设计文档与汇报PPT中：
五、附加题
1. 输入失调电压：<5μV
2. 输入失调电压温漂：<60nV/℃
六、提交内容
1. 汇报PPT：项目介绍、关键技术介绍、性能指标。
2. 详细设计方案：系统架构分析、关键技术原理分析及电路指标要求、参考文献。
3. 仿真验证文件：PVT、前后仿结果。
4. 原理图，版图及验证文件。
七、 评分标准：
内容 | 分值 | 评分要求 |
1.性能指标 | 50分+10分 | 1. 满足电路基本功能。20分 a. PGA放大倍数。（5分） b. 失调补偿范围+精度。（5分） c. 工作电压、温度、输入输出摆幅、输入阻抗。（10分） |
2. FOM指标评比。30分 | ||
3. 附加题指标评比。额外加10分 | ||
2.设计完整性 | 15分 | 1. 完整的电路图（完整性、可读性）。10分 |
2. 完整的版图设计（合理布局、DRC/LVS验证）。5分 | ||
3.文档质量 | 25分 | 1. 汇报PPT重点突出、条理清晰。5分 |
2. 设计方案原理分析合理、逻辑清晰。10分 | ||
3. 仿真验证报告内容详细充分。10分 | ||
4.现场答辩和演示 | 10分 | 1. 答辩和问答表现。 |
2. 现场演示效果。 |
八、参考资料：
1. A programmable gain amplifier with digitally assisted DC offset calibration for a direct-conversion WLAN receiver. 姚小城,龚正,石寅. Journal of Semiconductors. 2012(11)
2. A MGy, low-offset programmable instrumentation amplifier IC for nuclear applications.Jens Verbeeck, Ying Cao, et al. IEEE European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems (RADECS) - Bremen, Germany (2016.9.19-2016.9.23)
3. A 250MHz 60dB Gain Control Range 1dB Gain Step Programmable Gain Amplifier With DC-Offset Calibration. Youming Zhang, Ya Fei, et al. International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS) November 9-12, 2015
九、其他注意事项
1. 参加企业命题杯赛的作品，杯赛出题企业有权在同等条件下优先购买参加本企业杯赛及单项奖获奖团队作品的知识产权。
2. 大赛组委会和杯赛企业对参赛作品的提交材料拥有使用权和展示权
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