基于0．18μmCMOS工艺的功率放大器设计

本文在系统分析功率放大器的结构、设计原理、性能指标的基础上,根据功率放大器的应用背景,选择A类放大器进行设计。设计时综合多种因素,合理选用共源共栅结构和共源结构的三阶差分放大电路,进行增益和输出功率分配．然后应用ADS软件进行设计、优化和仿真.仿真结果表明,设计的功率放大器在其工作频率范围绝对稳定,实现了很好的输入输出匹配,具有较好的线性度和隔离度,最终的仿真结果满足802．11a标准。采用TSMC0．18μmCMOS工艺元件库,应用Cadence软件画出功率放大器电路的版图。     

用于光通信与互连、集成差分光电探测器的标准CMOS全差分跨阻放大器

基于标准CMOS技术,提出和研究了一种用于光通信与光互连、集成差分光电探测器的全差分跨阻放大器(TIA).为实现全差分特性,提出了一种新型全差分光电探测器,其作用是将入射光信号转换成一对全差分光生电流信号,并保证电路结构和模型的全差分对称性.理论分析和仿真结果均表明:与常规的、集成光电探测器的差分跨阻放大器相比,该全差分跨阻放大器的带宽更高,灵敏度也同时被提高一倍.基于该集成差分光电探测器的全差分跨阻放大器,采用特许3.3V,0.35μm标准CMOS工艺设计和制造了一种单片全差分光电集成接收机.其跨阻增益为98.75dBΩ,从1Hz至-3dB频率点间的等效输入积分噪声电流为0.334μA.该光接收机采用了单一的3.3V电源;跨阻放大器与限幅放大器的总功耗为100mW;50Ω输出缓冲器的功耗为138mW.对于850nm的入射光、-12.2dBm的峰峰光功率和231–1位伪随机二进制序列输入信号,该光接收机达到了1.1GHz的3dB带宽和1.6Gbit/s的数据率.     

2．4-6．0GHz超宽带低噪声放大器的设计

采用标准0．5μmGaAsPHEMT工艺设计了工作频段在2．4—6GHz可应用于无线局域网（WLAN）和超宽带（UWB）接收机的超宽带低噪声放大器。从宽带电路的选择、高频电路设计的器件选择和电路结构的选择等方面讨论了如何进行超宽带低噪声放大器的设计。结果表明,通过合适的电路结构和器件参数选择,可以采用0．5μmGaAsPHEMT工艺制备满足超宽带系统要求的低噪声放大器。在UWB3．1～5．15GHz低频带内,该LNA增益20．8～21．6dB,噪声系数低于0．9～1．1dB,输入输出驻波比均小于一10dB。在2．4～3GHz频带（涵盖802．11b／g的使用范围）内,该LNA增益20．8～21．5dB,噪声系数低于2dB,输入输出驻波比均小于-10dB。在频带5．2—6GHz,该LNA的噪声系数增大到1．332dB。增益则从21．4dB下降到19．7dB。电路的工作电压为3．3V。     

基于半桥型电感测头的微位移检测技术研究

针对半桥型电感测头,设计了幅值稳定的正弦波激励信号产生单元和相应的输出信号处理电路;分析了影响测量精度的主要原因,设计了基于反馈原理的激励信号稳幅模块;通过标定实验,采用分段线性插值法进行数据处理,该电感测头在±1 mm的测量范围内,最大误差为1.2μm,线性度为0.06%,满足测量系统的要求。     

适用于GSM1800移动通信基站前端的高温超导滤波器和子系统原理样机

研制成功可用于移动通信基站接收机前端的高温超导子系统原理样机. 该子系统以GSM1800移动通信基站系统为应用背景. 它由高温超导滤波器、低噪声放大器、脉冲管制冷机和相关电路组成. 工作频段1710~1785 MHz, 增益18 dB, 工作温度70 K.     

六阶极窄带宽高温超导滤波器的研制

文中研制了一款极窄带宽的六阶高温超导滤波器,成功实现了相对带宽小于1‰的多阶高温超导滤波器的设计与制作.文中给出了极窄带宽高温超导滤波器的等效电路、理论曲线、耦合矩阵、设计过程、模拟仿真结果以及滤波器的物理电路结构,有效解决了极窄带滤波器的设计、材料与加工精度的技术难题,研制的高温超导滤波器使用蒸镀于0.5mm厚度的氧化镁(MgO)基片上的DyBa2Cu3O7双面高温超导薄膜加工制作,滤波器工作频率约为900MHz,相对带宽为0.58‰,滤波器的实际损耗小于0.6dB,带外抑制达到70dB以上,其测试曲线与模拟仿真结果很好的吻合,文中的试验结果标志着多阶高温超导滤波器可以实现的最窄带宽达到了一个新的高度.     

约瑟夫森结的电感效应及新型可调谐滤波器

通过WINS软件模拟，我们研究了处于直流零电压状态的约瑟夫森结的电感效应。对于Ic=0．1mA的约瑟夫森结，当把它偏置在0．08mA时，相当于一个5．46pH的电感。同时我们模拟出约瑟夫森结等效电感值随偏置电流变化的关系曲线。利用这一效应，设计并模拟了一种新型的5阶超导可调谐滤波器，其中心频率从600MHz到750MHz连续可调，带宽为50MHz，插入损耗小于0．3dB，带外抑制大于40dB，矩形系数优于0．5。这种滤波器适于集成化，在通信系统中具有重要的应用价值。     

基于0．18μmCMOS工艺的混频器设计

本文选择Gilbert单元结构混频器设计电路,并进行噪声分析,引入改进的电流注入结构。应用ADS软件对此电路进行设计、优化与仿真,仿真结果表明：设计的混频器各项性能指标均达到设计要求。将设计仿真完毕的Gilbert单元结构混频器电路,采用TSMC0．18μmCMOS工艺元件库,应用Cadence软件画出电路的版图。该工作对射频集成电路设计有一定的参考价值。     

太阳射电观测系统多通道变频电路一致性补偿方法与实现

地基太阳射电观测系统观测信号频带较宽,覆盖十米至毫米波段.限于ADC采样率和输入带宽,通常需要通过变频电路将射电信号分段变频后再进行模数转换.由于模拟器件的差异性,多通道变频电路存在幅相不一致的情况,造成通道间幅相误差,影响接收机测量精度,对极化测量影响尤为严重.本文通过测量太阳射电观测系统中变频电路各通道之间的幅频和相频偏差,计算出每个频点的补偿系数,存入太阳射电观测系统数字接收机的FPGA中.观测时,在FPGA中将ADC输入的数据进行FFT处理,每个通道各频点数据乘以相应补偿系数,削弱通道间不一致性,提升数据质量.选取山东大学槎山太阳射电观测站150～500 MHz太阳射电观测系统进行实验验证,经补偿后通道间幅度差降低至0.5 dBm以下,一些频点差值为0 dBm,相位一致性得到显著提升.实际应用表明,本方法为提升宽频带变频电路一致性提供了解决方案,为低频对周天线阵数字波束合成、同频段多天线相干测量的多通道一致性校正提供了有效参考.     

基于CCII的一种双采样保持电路的研究与设计

本文设计了一种高性能双采样保持（DSH）电路,在165V的电源电压下,其性能满足12位精度、200MS／s转换速率的流水线型ADC的要求。设计中采用了轨到轨自偏置第二代电流传输器（CCII）提高了S／H电路的可靠性和线性度;采用双采样结构,使得在同样性能的CCII条件下,采样速率成倍提高;对于大带宽自偏置CCII,采用了两个电流跟随器降低了端口的寄生电阻。DSH电路的采样电压幅度达到2V,对于输入为20MHZ的正弦波,测得其平台稳定精度为89μV,平台稳定时间为1．05ns,噪声失真比（SNDR）达到了84dB,满足12位ADC的要求,整个电路的功耗约为3．41mW。     

带前置光放大的星间微波光子链路建模及性能优化

摘要考虑到星间微波光子链路中信号经远距离传输损耗大,利用前置光放大来提高链路的信噪比．建立了带前置光放大的星间微波光子链路模型,利用Bessel函数展开和Graf加法定理推导出了信噪比（SNR）的解析表达式．确定了对链路影响最大的主要噪声成分,在不同前置放大器增益的条件下,对调制器直流偏置相移进行了优化,使得在给定SNR要求下所需激光器输出光功率最小,并进一步分析了前置放大器增益对最小激光器输出功率和最优直流偏置相移的影响．数值仿真结果表明：随着前置放大器增益的增加,达到指定SNR所需的激光器输出功率变小,相应的最优直流偏置相移先减小后增大．对于QPSK调制信号,未加前置放大器时,SNR要达到15．56dB（BER=10-9）,激光器输出光功率至少为45dBm,而前置放大器增益为15dB时,只需要22．57dBm．     

一款用于多媒体处理的异构多核系统芯片的可测试性设计

随着集成电路工艺的发展,系统芯片（SoC）集成已成为超大规模集成电路的主流设计方法.SoC设计具有强调自顶向下设计、突出设计重用性、重视低功耗的特点,给集成电路的可测试性设计带来了严峻的挑战.本文针对一款用于多媒体处理的异构多核系统芯片DPU-m,提出了一套完整的可测试性设计方案,支持3种工作模式：功能模式、存储器内建自测试模式以及扫描测试模式,并进行了设计实现和评估.针对逻辑电路的可测试性设计,采用自顶向下的模块化设计思想,提出并实现了一种分布式与多路选择器相结合的测试访问机制,实验结果表明,DPU-m逻辑电路单固定型故障的测试覆盖率为98.58%,满足设计方要求;针对实速时延测试的需求,设计并实现了基于片上时钟生成器的时钟控制单元,可在片上支持不同时钟域、6种时钟频率的实速时延测试;针对存储器电路的自测试,设计并实现了串并行结合的存储器内建自测试结构,在最大测试功耗的约束下有效地减少了测试时间;进一步设计了顶层测试结果输出电路,满足了设计方要求的诊断分辨率,若以100 MHz的频率进行测试,测试时间为14 ms.     

基于Muhisim 10的低频功率放大电路分析与仿真测试

以Multisim10作为平台，对低频功率放大电路进行了必要的仿真、测试，确定了电路的最大不失真输出功率、输入电阻和输出电阻、上下限截止频率、效率及输入灵敏度等各项参数，为实际电路的设计提供了可靠的依据。     

染料敏化电池-温差热电混合发电系统的性能研究

建立染料敏化电池一温差热电混合发电系统的理论模型,利用非平衡态热力学理论导出该混合发电系统输出功率和效率的一般表达式,分析系统的一般性能特性,确定混合发电系统在最大输出功率和效率时的优化条件,讨论了一些主要性能参数对混合发电系统性能特性的影响．结果表明使用半导体温差热电器可有效地利用染料敏化电池所产生的低品位的废热,从而提高混合发电系统整体的输出功率和效率．本文所得结果可为实际混合发电器的设计和优化运行提供理论依据．     

基于改进变步长电导增量法的光伏阵列最大功率点跟踪

针对目前变步长最大功率跟踪在复杂光照条件下的振荡问题,结合二分法查找原理,提出了一种改进的变步长电导增量法。采用boost电路作为阻抗匹配装置,此电路占空比大小与系统输出功率相对应。最大功率点附近的工作点对应的占空比。是一组有序数据。对该组数据使用二分法查找,搜寻到最大功率点所对应的占空比,以实现最大功率的跟踪。仿真结果表明,提出的算法能够有效地抑制变步长跟踪过程中的振荡。与常见的变步长算法相比,改进算法更易实现,且具有更强的适应性。     

PCR仪中TEC模块的PWM功率驱动装置设计

本文针对PCR仪温控系统中TEC模块的驱动要求,设计了其PWM功率驱动装置。以SG3525A为核心设计了PWM信号产生电路,采用功率模块MSK4226实现PWM信号功率的放大,设计了低通滤波器和保护电路,并采用MSP430单片机对功率驱动装置进行控制。测试结果表明此PWM功率驱动装置很好地满足了所用TEC模块的驱动要求。应用本功率驱动装置的PCR仪取得了较好的温度控制效果：升温速率〉2．2℃／s,降温速率〉1．8℃／s,｜稳态误差｜〈0．20℃,超调量〈1．0℃。     

燃料电池-真空热离子混合系统的性能特性和优化分析

基于固体氧化物燃料电池（SOFC）和真空热离子发电器（VTIG）的粒子流及电流模型,建立考虑多种不可逆性的一类不可逆SOFC-VTIG混合功率系统的一般循环模型.通过该混合模型得到了混合功率系统的效率与输出功率表达式,应用数值模拟获得混合功率系统的效率和功率随系统一些重要参数变化的关系曲线,从而揭示了混合功率系统的性能特征,确定了系统一些重要性能参数的优化判据,讨论了混合功率系统中的一些不可逆损失对系统优化性能的影响.本文所得的结果可为实际SOFC-VTIG混合功率系统的优化设计和运行提供理论依据.