一种改进型高性能CMOS锁相环电荷泵的设计

设计了一种高性能锁相环电荷泵电路.该电路采用UMC 0.18μm Mix-Mode CMOS工艺实现.仿真结果表明,通过利用电荷共享加速电流镜的开启,该电荷泵开启时间仅为0.3 ns,不会产生鉴相死区,能较好地抑制时钟馈通、电荷注入等非理想特性的影响,并且适合于低电压工作.通过与传统型及参考型两种电荷泵电路的仿真对比,验证了所设计电荷泵的优越性.     

一种基于CPLD的宽可调PWM信号发生器

介绍了自行研制的利用基于复杂可编程逻辑器件(CPLD),实现的一种频率宽可调、高频调制的PWM信号发生器.该PWM信号的频率在1～2kHz可调,并调制在3～100kHz任意可调的高频脉冲上;其死区时间可调,且实现了2路信号输出互锁.     

基于LM3S8962的简易恒流电子负载

为测试开关电源的性能指标,设计了一种基于LM3S8962的简易恒流电子负载.该系统以LM3S8962单片机作为核心控制器,产生D/A输出信号加至功率MOS管IRF540的栅极,通过PI调节改变功率管的栅压从而控制其导通电阻,同时通过采样反馈电路检测端口电压及电流,经A/D转换后送给单片机,形成对电源端口电流的闭环控制,使负载上的电流保持相对恒定.该装置可通过键盘设定输出电流值,可调范围在100～1 000 mA之间设置,分辨率为10 mA,可检测被测电源电流值、电压值等参数,并通过LCD显示,系统具备过压保护功能.该装置结构简单,操作方便,显示界面直观明了.测试结果表明,该电子负载恒流效果良好,系统误差在±1%范围之内.     

基于FPGA的有源电力滤波器PWM信号发生器的设计

针对有源电力滤波器(APF)对IGBT触发脉冲信号控制的较高要求,分析了PWM信号产生机理,基于QuartusII软件设计了一种全数字三相PWM信号发生器,给定脉宽信号经过调理与数字三角波信号比较,经过宽度可调的死区发生器信号处理后,产生六路PWM脉冲信号,经驱动保护信号调理电路控制相关IGBT的导通,达到抑制谐波、补偿无功电流的目的。给出了死区发生器程序。通过仿真实验,结果证实了设计的正确性和可行性。     

微波固态功率放大器脉冲调制技术的研究

本研究设计完成了一款高速微波固态功率放大器漏极脉冲调制电路,脉冲前后沿小于50ns。主要采用高速大电流低内阻的PMOS管为微波固态功率放大器设计了漏极脉冲调制控制电路,较传统电路有很大改进,固态功率放大器的工作状态可随意变换,有功率容量大、效率高、隔离性高等优点。最终基于该调制电路设计了一款C波段高速微波功率放大器,放大器工作频率在5.5GHz±200MHz,放大器实现了低功耗工作,输出信号前后沿小于50ns,降低了工作热损耗。     

一种UPS逆变器分析和设计

本文设计了一种UPS逆变器系统.系统主电路采用双半桥结构,输出电压波形主谐波次数高,使得交流滤波器体积重量得到了有效的改善,系统控制电路采用PWM控制和序列脉冲控制相结合的方式,能准确地完成功率管要求的触发功能.在系统分析过程中,将功率管和磁耦合器件作适当的简化处理,通过机辅分析总结出各种工作状态下电路参数对输出特性的影响,并以此为依据选择和设计主电路各元器件的参数.     

一种基于CPLD的宽可调PWM信号发生器

介绍了自行研制的利用基于复杂可编程逻辑器件（CPLD）,实现的一种频率宽可调、高频调制的PWM信号发生器。该PWM信号的频率在1－2kHz可调,并调制在3－100kHz任意可调的高频脉冲上;其死区时间可调,且实现了2路信号输出互锁。     

一种结合高精度TDC的快速全数字锁相环

针对传统全数字锁相环锁相周期长、时间数字转换电路量化误差较大等问题,提出了一种在高分辨率时间数字转换器的基础上能够快速锁相的全数字锁相环.本设计提出的相调模块将量化的相位差还原成时间序列,并在状态机的控制下加入到重构信号中,从而能够在检测到相位差之后的最多两个输入参考时钟周期内使相位一次性对齐,锁相时间控制在0.72μs之内;设计的上升沿检测电路能够在重构与参考信号同频时,准确地检测两者上升沿是否同时到来并给出相应的使能信号,从而在锁相时关闭时间数字转换电路,大大降低了电路的功耗;优化了多时钟多相位的时间数字转换器粗量化的计算方法,提高了粗量化速度,增大了计数器位宽,扩大了测量范围,并且量化误差控制在0.25ns之内.最后完成了整体设计的RTL级建模及仿真,结果证明,该全数字锁相环具有锁相速度快、量化精度高、稳定性好、功耗低、输出频率便于调整等特点.     

一种简易寻迹传感器设计

在设计黑白寻迹传感器上,采用了一种简易的设计思路。光信号源采用LED发光管,当LED管发光照射在白色的物体上时,大部分光会被反射回来,光敏三极管接收反射回来的光信号产生导通;而当LED管发光照射在黑色的物体上时,大部分光会被黑色物体吸收,反射回来的光较少,反射的光信号太弱以致于光敏三极管截止。将光敏三极管产生的导通和截止信号导入放大电路,通过放大电路输出能为单片机接收的数字信号(+5 V和0 V电平信号),满足单片机的控制要求。     

应用于光子调制的Pockels Cell前馈驱动源驱动脉冲传输时延的研究

研制了一种基于直流调制技术应用于光子调制的Pockels Cell前馈驱动源,针对线路中分布参数对行波传播的散射作用,建立了驱动脉冲信号在电路中传输的等值电路模型,分析了分布参数散射作用对功率开关器件触发导通延时的影响.分析得出因电路分布参数对开关驱动信号的散射,造成驱动脉冲信号前沿变缓,进而导致功率开关器件触发导通延时以及功率脉冲波前沿上升时间增加,从而在一定程度上增加了脉冲传输的时延的结论.通过改进驱动电路、优化电路布线、添加LC网络匹配电路等措施,改善了驱动脉冲传输时延的问题.实验结果表明,经综合改进后电路的驱动脉冲传输时延下降至100ns,相比未改进前300ns左右时延改进效果显著.     

超短脉冲微细电解加工电源研制

本文提出一种用于微细电解加工的超短脉冲─纳秒级脉冲电源,其最小稳定输出脉宽100ns,额定电流1A,占空比和频率均独立可调。该电源采用直流加斩波输出方案,直流部分采用稳压集成块调压,电路简单可靠,成本低廉。设计的高频信号发生器工作频率范围宽,波形调节方便;快速驱动信号具有陡峭的上升和下降沿,为斩波器提供了良好的驱动保证。斩波主器件采用快速互补功率场效应管,解决了波形失真问题。针对微细电解加工工艺的特点设计快速保护电路,实现高精度的微细电解加工。利用本电源样机加工出典型微细零件,验证了该电源的有效性。     

一种可用于高性能锁相环的CMOS电荷泵

文章提出了一种可用于高性能锁相环的CMOS电荷泵,电路采用电流舵技术来缩短切换时间,通过降低差分对管栅电压的变化速率,显著地减小了毛刺,使输出电流波形更平滑、输出电压谐波分量更低,该电路同时还消除了死区现象;最后用CMOS电荷泵与一种典型电荷泵作仿真结果对比,突出了CMOS电路的优点。     

新型高速低功耗CMOS动态比较器的特性分析

为了降低sigma-delta模数转换器功耗,针对应用于sigma-delta模数转换器环境的UMC 0.18 μm工艺,提出1种由参考电压产生电路、预放大器、锁存器以及用作输出采样器的动态锁存器组成的新型高速低功耗的CMOS预放大锁存比较器.该比较器中输出采样器由传输门和2个反相器组成,可在较大程度上减少该比较器的功耗.电路采用标准UMC 0.18 μm工艺进行HSPICE模拟.研究结果表明:该比较器在1.8 V电源电压下,分辨率为8位,在40 MHz的工作频率下,功耗仅为24.4 μW,约为同类比较器功耗的1/3.     

适用于低电源电压的快速预充Flash灵敏放大器

提出一种新型快速预充Flash灵敏放大器, 能够实现在低电源电压下的快速工作。采用反相器反馈控制的预充电路模块, 使得预充速度得以提升。还提出新型快速预充Flash灵敏放大器的改进型, 进一步使用反相器构成参考电压发生电路, 取消电流源模块, 从而降低功耗。新型电路在速度和功耗上有较大改善, 65 nm CMOS工艺条件下仿真结果表明, 相比传统结构,新结构预充速度提高15%, 功耗降低14%。     

一种低功耗的自适应偏置电路的设计

主要研究一种低电压、低功耗的自适应偏置电路结构。它没有采用目前常用的通过减少电路静态电流来降低运算放大器功耗的方法，而是通过改变电路结构，用非常小的偏置电流来补偿晶体管阈值电压的方法，从而避免了对电路暂态性能的影响。文中介绍了电路的原理，并进行了大信号分析。通过对电路的PSPICE仿真，理论值与仿真结果相差不到2％。     

应用于全数字锁相环的时间数字转换器设计

采用标准0.18 μm CMOS工艺,设计了一种应用于全数字锁相环中检测相位差大小的时间数字转换电路（TDC）.针对传统TDC电路的不足,通过加入上升沿检测电路,扩大计数器位宽,使得TDC电路不仅能完成时数转换的基本功能,而且提高了时数转换的准确性,扩大了测量范围.该设计完成了RTL级建模、仿真、综合及布局布线等整个流程.仿真结果表明,该TDC电路工作正常,在1.8V电源电压下,功耗为10 mW,能达到的分辨率约为0.3 ns,版图尺寸为255 μm×265 μm.     

改进型低纹波Cockcroft-Walton倍压电路及其特性研究

多级倍压整流器倍压纹波和电压跌落分别受级数次方的影响,在级数增加的情况下会明显增加。在最低级数2倍压电路的基础上,采用移相和反相叠加实现2N倍压电路。使用三相组式变压器输出绕组三相独立连接直流二倍压电路,通过并联输入、串联输出实现6脉周期性叠加,构建12倍压电路。通过叠加,大幅度削弱了脉动的幅度。对纹波和电压跌落进行了理论分析和估算,并与经典型和对称型Cockcroft-Walton多级倍压电路进行比较。结果表明,该电路可以显著减小电压纹波和电压跌落,并明显缩短了输出电压稳态建立的时间。     

一种基于双传输线的纳秒脉冲源的研制

采用双传输线发生纳秒级方波脉冲,设计了一种用来模拟核电磁脉冲在电路中激励的干扰信号的纳秒脉冲信号源,进行抗EMP试验。脉冲源由直流高压源、触发控制电路和脉冲形成电路三部分组成。试验中脉冲测量系统设计应注意阻抗匹配,电缆影响,抗干扰等问题。在负载不匹配情况下工作时信号具有较大波动且传送效率降低;负载匹配时,优化后的系统所获得的方波信号前沿1.4ns,脉冲宽度为50.6ns。     

基于电感非线性阻抗变换的一种新型高效整流电路

在对常规整流电路的输入特性分析的基础上,提出设计了一种基于电感非线性阻抗变换的环节,并应用到常规桥式整流电路的电容滤波环节前,保证当电源电压低于整流直流电压时,使非线性阻抗值也随之发生变化,来有效地克服和缩小输入电流的死区范围,减少谐波含量,从而改善了系统的功率因数品质,对于电力节能具有重要的意义。     

新型低功耗320×288 IR ROIC中列读出级的设计

介绍了320×288红外（IR）读出电路（ROIC）中列读出级的低功耗设计。采用新型的主从两级放大的列读出结构和输出总线分割技术相结合。其中主放大器完成电荷到电压的转换,从放大器完成对输出总线的驱动来满足一定的读出速度,总线分割是把320列分组来减少输出总线上的负载电容。通过spice的仿真可以发现,与传统的列读出级相比,这种新型结构的功耗由原来的47mW降到了现在的6.74mW,节省了80％以上的功耗。