利用微分电路减小PCB上串扰的方法

基于印刷电路板(PCB)上总线串扰的微分传输特性,提出了一种利用RC微分电路来减小传输线间串扰的方法.即在分析串扰抵消原理的基础上,在传输线终端利用RC微分电路对干扰线上接收到的信号进行微分,获得与受扰线上的远端串扰信号幅度相近、相位相反的微分信号;然后用微分信号抵消受扰线上的串扰信号,从而减小串扰.同时给出了串扰抵消微分电路中参数取值的近似计算公式.仿真与实验结果表明:文中方法能够使串扰峰值衰减10 dB以上,与传统的从物理结构角度来减小串扰的方法相比,串扰减小的效果明显改善,且电路易于实现,代价较低.     

交叉耦合结构集成石英晶体振荡器相位噪声与稳定性研究

通过对相位噪声进行频域分析,构建Lesson噪声优化模型,优化电路参数;并分析预抑制电路的小信号模型,优化其元器件参数,研究带RC滤波器的CMOS交叉耦合结构振荡器的相位噪声和稳定性.基于NUVOTON 0.35 μm工艺,采用Cadence完成电路设计、优化与仿真,版图设计与后仿真,并最终完成流片、测试.结果表明:在电源电压为3.3 V时,该振荡器的输出信号频率为20 MHz,相位噪声分别为-135 dBc/Hz@1kHz,-156.4 dBc/Hz@10 kHz,-169.2 dBc/Hz@1MHz.当电源电压在±10%范围变化时,频率波动小于81×10-6;在工作温度-25 ℃至85 ℃范围内,频率波动小于71×10-6.     

基于LF353的二阶Butterworth低通滤波电路的研究

本实验分为两部分,首先,将交流电经过桥式整流电路与LF353二阶Butterworth低通滤波电路组成的整流滤波电路,得到相应的波形;然后,使用一阶RC电路产生一个信号源,目的是得到较稳定的脉冲波,再将一阶RC电路与二阶低通电路连接,得到相应的波形。实验验证了：任何信号可以分解成正弦信号的合成。正弦信号是频率成分最为单一的一种信号,因这种信号的波形是数学上的正弦曲线而得名。任何复杂信号——例如音乐信号。都可以通过傅里叶变换分解为许多频率不同、幅度不等的正弦信号的迭加。     

基于小波变换的串扰信号频率的检测

在对小波变换与串扰信号奇异性检测算法分析基础上,对印刷电路板(PCB)的设计中串扰信号频率产生进行了分析,进而推定串扰信号源频率检测方法.并通过PROTEL软件产生串扰信号数据,利用小波变换与串扰信号奇异性检测算法检测串扰信号取得准确频率范围.     

低功耗高电源抑制比CMOS带隙基准源设计

基于Ahujia基准电压发生器设计了低功耗、高电源抑制比CMOS基准电压发生器电路.其设计特点是采用了共源共栅电流镜,运放的输出作为驱动的同时还作为自身的偏置电路;其次是采用了带隙温度补偿技术.使用CSMC标准0.6μm双层多晶硅n-well CMOS工艺混频信号模型,利用Cadence的Spectre工具对其仿真,结果显示,当温度和电源电压变化范围为-50-150℃和4.5-5.5 V时,输出基准电压变化小于1.6 mV(6.2×10-6/℃)和0.13 mV;低频电源抑制比达到75 dB.电路在5 V电源电压下工作电流小于10 μA.该电路适用于对功耗要求低、稳定度要求高的集成温度传感器电路中.     

基于MATLAB的LC二阶低通滤波网络时域分析

在信号处理过程中,LC二阶低通滤波网络的应用非常广泛,电路参数的选择决定了滤波网络的性能,本文对LC二阶低通滤波网络进行了数学建模,得到LC二阶低通滤波网络信号的传递函数,基于MATLAB对其时域进行了仿真与分析。     

低功耗低温漂的RC张弛振荡器

针对在物联网设备中使用的电阻电容(RC)张弛振荡器低功耗低温漂的需求,通过将RC张弛振荡器中的参考电压产生电路和自偏置电流产生电路复合使用,简化电路结构,减小供电电压和偏置电流,降低电路的功耗.采用水平级联的共栅共源结构、反相器链及时钟电压自举结构,减少温度变化对延时及振荡频率的影响.采用串并联电阻网络减少因电阻工艺偏差导致的影响,并将该电阻网络配置成正温度特性,以平衡RC时间常数和比较器延时的温度依赖性,提高振荡频率的温度稳定性.仿真结果表明:本文RC张弛振荡器的振荡频率为1.2 kHz,功耗和温漂系数分别为1.351 nW和139×10-6/℃,与典型RC张弛振荡器相比,其功耗和温漂性能均有显著的提升.     

一种BiCMOS带隙基准电压源的设计

设计了低温度系数、高电源抑制比BiCMOS带隙基准电压发生器电路.综合了带隙电压的双极型带隙基准电路和与电源电压无关的电流镜的优点.电流镜用作运放,它的输出作为驱动的同时还作为带隙基准电路的偏置电路.使用0.6μm双层多晶硅n-well BiCMOS工艺模型,利用Spectre工具对其仿真,结果显示当温度和电源电压变化范围分别为-45~85℃和4.5~5.5 V时,输出基准电压变化1 mV和0.6 mV;温度系数为16×10-6/℃;低频电源抑制比达到75 dB.电路在5 V电源电压下工作电流小于25μA.该电路适用于对精度要求高、温度系数低的锂离子电池充电器电路.     

用于单片集成真空传感器的SAR型ADC设计

设计了一款适用于单芯片集成真空传感器的10位SAR型A/D转换器.轨至轨比较器通过并联两个互补的子比较器实现.信号采样时,比较器进行失调消除,提高电路的转换精度.电路采用0.5μm2P3M标准CMOS工艺制作.系统时钟频率为20MHz,输入电压范围为0～3V.在1.25MS/s采样率和4.6kHz信号输入频率下,电路的信噪比为56.4dB,无杂散动态范围为69.2dB.芯片面积为2mm2.3V电源电压供电时,功耗为3.1mW.其性能已达到高线性度和低功耗的设计要求.     

高速PCB设计中的串扰分析与控制研究

在当今快速朝着大规模、小体积、高速度的方向发展的电子设计领域中，体积减小导致电路的布局布线密度变大，同时信号的频率还在提高，使得串扰成为高速、高密度PCB设计中值得关注的问题，就串扰的机理，分析了影响串扰的因素，并提出相应的控制方法。     

一种基于延时线的全数字脉冲式超宽带发射机

本文设计了一款应用于无线体域网的全数字超宽带脉冲发射机.采用开环工作的延时线得到不同的延时信号,再由边沿合成器将多路延时信号合成为具有较高中心频率的短时方波脉冲信号,该短时方波脉冲信号经过输出驱动模块及带通滤波电路整形成为超宽带脉冲信号.芯片采用中芯国际0.13μm RF CMOS实现,面积为1 118μm×873μm.测试结果表明,发射机输出脉冲信号的最大幅度为220mV,信号-10dB带宽可在0.9~1.5GHz之间调节,脉冲信号中心频率在3.2~4.4GHz范围内可配置,当脉冲重复速率为15Mb/s、信号带宽为0.9GHz,输出信号设置为最大幅度时,芯片功耗为0.9mW.     

基于谐波抑制与补偿线技术的非对称Doherty功放设计

为了提高WiMAX信号下doherty功率放大器（doherty power amplifier,DPA）回退点的效率,提出一种基于谐波抑制和补偿线技术的非对称doherty功放（asymmetric doherty power amplifiers,ADPA）结构。该结构在传统ADPA结构的基础上,首先对主功放（carrier）和辅功放（peak）输出匹配电路加入2次、3次谐波电路进行匹配设计,减少晶体管漏极电压电流的重合;然后通过添加补偿线（offset line）的方式,改变carrier和peak的功率分配比,使得整体电路获得更高的效率和输出功率。基于上述谐波抑制和补偿线理论,设计了一款工作在3.4 GHz~3.6 GHz,增益约为13 dB的ADPA。实测结果表明,当饱和输出功率达到48.75 dBm,功率回退9.5 dB时,功率附加效率（power added efficiency,PAE）达到41.8%,5 MHz偏移量的相邻信道功率比（adjacent channel power ratio,ACPR）优于-35 dBc,10 MHz偏移量的ACPR优于-48 dBc。满足WiMAX基站对功放线性度和效率的要求。     

具有平坦增益的3.1~10.6 GHz UWB CMOS低噪声放大器设计

提出了一种采用0.18μm CMOS工艺的3.1～10.6GHz超宽带低噪声放大器.电路的设计采用了电流复用技术与阻抗反馈结构,具有低功耗和平坦增益的特性.仿真结果显示,在3.1～10.6GHz频率变化范围内,低噪声放大器达到平均17.5dB的电压增益,输入和输出的回波损耗均低于-8dB,最小噪声系数约为2.8dB,在电源电压为1.5V下功耗约为11.35mW.     

抑制同步开关噪声的新颖电磁带隙结构

为了抑制印刷电路板的同步开关噪声(SSN),提出了一种新型二维电磁带隙结构.基于金属折线增强相邻单位晶格间的电感,采用折线与含有缝隙的正方形金属贴片桥接构建单位晶格,实现新型电磁带隙结构设计.应用HFSS软件仿真分析电磁带隙结构,结果表明:与相同参数的L形桥接电磁带隙结构比较,抑制深度为-30 dB时,阻带带宽为0.45～5.3 GHz,相对带宽提高了约15％,阻带下限截止频率下降了150 MHz.测量结果与仿真结果吻合,能够全向抑制电源平面上的SSN,同时采用差分线对传输信号时,对信号完整性造成的影响较小.     

双层混杂纤维/炭黑改性环氧树脂复合材料的制备及其吸波性能

通过采用整体压制的方法制备了双层混杂纤维/炭黑改性环氧树脂复合材料,对其吸波性能进行了研究。结果表明:随着炭黑含量的增加,材料的反射衰减峰向低频移动,当炭黑含量较高时,吸收主要作用在低频波段,且存在明显的双反射衰减峰。当炭黑含量为6%时,在13.6 GHz处反射衰减峰值可达-20.6 dB,≤-10 dB的有效带宽为3.6 GHz。当炭黑含量为8%时,双反射衰减峰分别在10.6 GHz和7.8 GHz,峰值分别为-17.0 dB和-14.9 dB,≤-10 dB的有效带宽为6.7 GHz。     

基于SICL馈电的新型双极化天线设计仿真

提出一种基于介质集成同轴线（SICL）馈电的新型双极化天线实现方案.设计扩展了双极化天线的阻抗带宽且实现了两个正交印刷电路基板的直接装配.馈电结构采用印刷电路技术实现.引入SICL到异面带状线的宽带巴伦,实现SICL到异面带状线的不平衡到平衡的转换.设计了一种从SICL到微带线的渐变式宽带阻抗匹配电路.在2.2~2.8 GHz频率范围内,仿真的极化端口隔离度大于20 dB,两个极化端口均获得宽角覆盖的方向图,主辐射方向的低交叉极化电平低于－20 dB,具有较高的辐射效率.所加工天线的测试结果与仿真结果接近,验证了设计方案的可行性.      

防护线端接方式对抑制串扰性能的研究

高速电路设计中通常采用保护线来减小平行微带线间的噪声干扰,不恰当的防护线端接方式使其变成新的噪声源会增加微带线间的串扰。本文从带防护线的微带线的等效模型出发,研究了防护线不同端接方式对串扰抑制性能的影响,利用ADS软件在开路、短路、匹配和接地四种端接方式下防护线对干扰的抑制效果。结果表明：采用终端短路的防护布线可以在频段800MHz以下有较好的抗串扰性能;在1GHz以上频段可以采用接地孔连接到地的防护线,孔间距要满足临界条件     

混响室条件下小尺寸腔体屏蔽效能测试

针对小尺寸腔体屏蔽效(SE)能难以测试的问题,对频率搅拌嵌套混响室法SE测试中天线效率的影响加以修正;并利用感应电动势法对壁面单极子天线的响应进行推导,得出其能够用于检测混响室内场环境的结论.利用该结论,采用频率搅拌+壁面单极子天线的改进测量模式,对某装备电气系统模块箱体的SE进行测试研究.测得的S₂₁参数证明了频率搅拌调节场分布的有效性;而低频段的S₂₁均值曲线说明混响室内能量随频率变化呈现一定震荡特性. SE计算结果表明,箱体在过模状态下(3~13 GHz)的屏蔽效能力从20 dB逐渐减弱到5 dB,并且测试结果与天线位置的选取无关,若忽略天线效率可导致多达10 dB的测量误差,这在实际测试中需要引起重视.      

C波段高增益宽带准八木天线阵列

提出了一种高增益的宽带准八木天线阵列。天线为印刷电路板的形式,通过平衡微带线给印刷对称振子馈电。为节省空间,将馈线与反射器进行了一体化的设计。为提高天线单元的增益和带宽,在有源振子前方引入了寄生振子和一段介质板。为进一步提高天线增益,将天线单元组成二元阵,设计了一个宽带平衡与等功率分配的馈电网络。整个天线阵连同馈电网络印刷在一块FR4环氧板的两侧,使用电磁仿真软件CST Microwave Studio进行建模与仿真分析。根据仿真结果制作了天线阵列,在微波暗室内进行测试。结果表明,天线在(4.4—7.0)GHz的频带内反射系数小于-10 dB,相对带宽为45.6%,在整个工作频段内平均增益为6.2 dBi,达到了预期效果。     

应用于有源巴伦的新型幅度相位间接纠正技术

针对毫米波频段下有源巴伦输出端口间存在的幅度和相位失配问题,提出了一种新型幅度相位间接纠正技术.该技术利用共射共基结构将输入的幅度与相位误差进行平均分配和重组,同时将输入信号间的未知变量误差转化为内部纠正电路中的固有误差,从而实现对原误差的限制和间接纠正,继而产生一对新的理想差分输出信号.构建数学模型进行分析与推导,证实了该技术在理想情况下的可行性,并通过电路仿真对理论进行验证.仿真结果表明,该纠正电路3 dB带宽为96～113 GHz,峰值增益为12.7 dB.在105 GHz频率下,对于幅度误差为0～10 dB,相位误差在10°～110°范围内变化的所有输入信号,输出信号间幅度误差均小于0.3 dB,相位误差均小于5.3°,电路总功耗为54 mW.