一种基于变容管偏置的温度补偿LC振荡器

文章介绍一种用于在宽温度范围内产生稳定时钟信号的温度补偿振荡器。该振荡器基于温度对控制电压的影响改变偏置变容管的容值，补偿因温度变化引起的振荡器频率变化，使整个振荡器的温度系数(temperature coefficient, TC)为0。另外，在通过分频产生几十兆赫兹频率的同时，振荡器的相位噪声性能得到进一步优化。该文在SMIC 180 nm CMOS工艺下完成整体电路的设计与仿真。后仿真结果显示，在1.8 V电源下整体功耗为7.12 mW,中心振荡频率2.400 2 GHz处的频率漂移可达到8.68×10^-6℃^-1,经过分频后得到的30 MHz信号在10 kHz偏移下的相位噪声大小为-112.923 dBc/Hz。     

一种具有高输出精度及电源电压抑制能力的CMOS环形振荡器的设计

振荡器是许多电子系统的主要部分,相对于晶体振荡器.基于CMOS工艺的环形振荡器具有良好的抗震动及抗电磁干扰性能,在车载系统等震动及电磁干扰条件较为严酷的应用场合表现出优势.本文介绍了一种频率为8 MHz的CMOS环形振荡器的设计,工作电压范围是2.7～5.5 V,工作温度范围是-40～125℃.该振荡器对CMOS环形振荡器的固有缺点进行了针对性的设计,设计中使用的改进的延时单元以及激光校准电路克服了CMOS环形振荡器输出频率片间偏差较大的缺点;使用内部电压源以及电源电压无关的电流源,克服了其易受电源电压影响的弱点.该CMOS振荡器使用HSPICE软件仿真工具设计,并采用UMC 0.6μm工艺制作,测试验证结果表明,电源电压从2.7 V变化到5.5V,振荡器输出频率最大变化范围为士4%.     

纳米金/硫堇/科琴黑修饰玻碳电极同时检测抗坏血酸和尿酸

笔者制备了纳米金（AuNPs）/硫堇（Thi）/科琴黑（KB）修饰玻碳电极,研究了抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）在该修饰电极上的电化学行为,并用于AA和UA的定量分析检测.结果表明,该修饰电极可以有效地催化AA和UA电化学氧化,两者氧化峰电位差达300 mV.在优化的实验条件下,AA氧化峰电流与浓度在5×10^-3～1×10^-5 mol·L^-1范围内呈线性关系,相关系数r=0.995,检出限为1.30×10^-6 mol·L^-1;UA氧化峰电流与浓度在1×10^-3～2×10^-6 mol·L^-1范围内呈线性关系,相关系数r=0.993,检出限为6.32×10^-7 mol·L^-1.该传感器具有线性范围宽、灵敏度高、抗干扰性强和同时检测等优点.     

滇西兰坪金顶超大型铅锌矿床围岩微量元素地球化学特征及其意义

滇西兰坪盆地是三江成矿带的重要组成部分,金顶铅锌矿是区内重要的超大型矿床。为了查明金顶超大型铅锌矿床的成矿物质来源,对金顶矿区围岩样品进行微量元素地球化学分析。结果显示,稀土总量接近大陆上地壳的平均稀土元素总量值,轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损,呈明显的右倾型,具有显著的Eu负异常。微量元素特征显示Cu的平均含量为24.4×10^-6,未发生明显富集迁移。Pb、Zn平均含量随矿体距离远近变化较大(Pb含量为2.9×10^-6～24.7×10^-6,平均含量为13.1×10^-6;Zn含量为8.8×10^-6～236.0×10^-6,平均含量为76.6×10^-6),与矿体距离呈现出明显的相关性,距离矿体越近,含量越高。稀土元素特征及微量元素相关关系分析表明,矿区围岩古近纪云龙组地层不是提供成矿物质的矿源层。矿区石膏锶、硫同位素地球化学性质显示金顶矿区的石膏为晚三叠世三合洞组蒸发沉积型,且在适当的成矿温度条件下(150～300℃),石膏会发生...     

单层AlN类石墨烯材料热力学性质随温度的变化研究

考虑原子振动的非简谐效应,搭建了固体物理模型,研究了氧化铝(AlN)类石墨烯材料的热膨胀系数、格林乃森参量和弹性模量等热力学性质随温度的变化规律.结果表明:①简谐近似下, AlN类石墨烯材料不发生热膨胀,它的线膨胀系数为零,格林乃森参量和弹性模量均为常量,这些结果与实际不符,因此必须考虑非简谐效应;②考虑非简谐效应后, AlN类石墨烯材料的格林乃森参量、线膨胀系数和弹性模量均随温度的升高而非线性增大,变化范围分别为:0.547～0.630,8.57×10^-5～3.60×10^-3 K^-1和58.54～500.00 N/m,且温度愈高,非简谐效应愈显著;③AlN类石墨烯材料的线膨胀系数和弹性模量在数值上虽与AlN块状晶体不同,但它们随温度的变化规律相似.     

铸轧AZ31镁合金的高温拉伸性能

研究了铸轧AZ31镁合金的高温拉伸性能和变形机制.在300～450℃条件下,分别以恒定拉伸速率10^-3s^-1和10^-2 s^-1进行拉伸至失效试验,在真实应变率为2×10^-4～2×10^-2 s^-1的范围内进行变应变率拉伸试验.当拉伸速率为10^-2s^-1时,试样在400℃和450℃的延伸率均超过100%;当拉伸速率为10^-3 s^-1时,试样在400℃和450℃的延伸率均超过200%,该条件下的应力指数n≈3,蠕变激活能Q=148.77 kJ·mol^-1,变形机制为溶质牵制位错蠕变和晶界滑移的协调机制.通过光学金相显微镜和扫描电子显微镜观察显示试样断口处存在由于发生动态再结晶和晶粒长大而形成的粗大晶粒,断裂形式为空洞长大并连接导致的韧性断裂.     

氯离子在典型黏土地基中的迁移特性研究

近年来，惰性离子氯离子在典型黏土地基中的运移特性逐渐引起重视.以典型黏土地基为研究对象，采用自制的气动固结设备和渗透试验仪测试了黏土的固结和渗透特性参数，采用不同类型土柱试验测试了氯离子在黏土地基中的迁移特性参数.研究结果表明：氯离子在典型黏土地基中的分子扩散系数为8.0×10^-6～1.5×10^-5cm²/s，机械弥散系数为3.3×10^-6～6.3×10^-6cm²/s；孔隙水的流速越小，氯离子在典型黏土地基中的机械弥散系数与分子扩散系数的比值越小.研究成果可为氯离子在典型黏土地基中的迁移提供理论依据.     

一种新型低温漂工艺补偿基准电流源的设计

基准电流电路是模拟和混合电路系统中非常重要的模块。文章设计了一种高精度基准电流源,在传统PTAT电流电路基础上,增加一级新型电阻和三极管组合电路提高正温度系数,与全MOS管产生的负温度系数电路级联实现温度和工艺补偿。电路基于CSMC-0.5μm工艺,输出电流为100μA,在-20~100℃内具有36×10-6/℃温漂。该设计仅增加很小的面积,即可实现受工艺、电压以及温度变化影响极小的电流源。     

石墨烯基电化学传感器检测菊花和杏仁中锌的含量

实使用石墨烯修饰电极阳极溶出伏安法,在pH=4.30的HAc-NaAc缓冲溶液中检测菊花和杏仁中锌的含量。峰电流与锌浓度1×10^-6～3.2×10-5 mol/L范围内呈优良的线性关系,I=1.5201c-1.0141×10^-6。r=0.9916。RSD=3.13%。D=1.6×10^-7 mol/L。用该方法测定菊花和杏仁中的锌,回收率在94.56%～98.00%、93.67%～97.68%范围之内,方法简单,结果准确可靠。     

基于硅带隙能量的1.2V基准电压源设计

基于0.35μm CSMC(central semiconductor manufacturing corporation)工艺设计,并流片了一款典型的带隙基准电压源芯片,可输出不随温度变化的高精度基准电压。电路包括核心电路、运算放大器和启动电路。芯片在3.3V供电电压,-40~80℃的温度范围内进行测试,结果显示输出电压波动范围为1.212 8~1.217 5V,温度系数为3.22×10-5/℃。电路的版图面积为135μm×236μm,芯片大小为1mm×1mm。     

矾山碱性杂岩体中发现碳酸岩

矾山杂岩体是中心型碱性超基性岩——碱性岩侵入体。它由三期侵入岩组成,在三期岩石形成之后有碳酸岩和正长岩脉形成。碳酸岩主要岩石类型包括：黑云母方解石碳酸岩、正长石—黑云母方解石碳酸岩、黄铁矿—方解石碳酸岩等。碳酸岩锶的含量为3364×10^-6～19263×10^-6, 钡的含量为323×10-6～378×10^-6。碳酸岩的稀土元素∑REE为323×10^-6～551×10^-6, 其δEu值0.99～1.1,(La/Yb)_N为291.9～759.4。碳酸岩的δ¹⁸O值是+8.6×10^-3～+10.2×10^-3, δ¹³C为-4.9×10^-3。根据上述事实认为碳酸岩的物质源自岩浆。     

正交输出、双调谐、高性能4.488GHz环形振荡器设计

设计了一个4级延迟单元的环形振荡器,通过采用2条辅助通路结构,实现了振荡器的双调谐功能和高的FOM(figure of merit)值.设计采用Jazz 0.18μm CMOS工艺,在1.6 V电源电压下的电流消耗为18.98mA.后仿真结果显示,VCO输出中心频率和增益分别为4.488 GHz和147 MHz/V,频率粗调谐范围为1.42GHz.频偏1 MHz处的相位噪声为-104.3 dBc/Hz.在频偏1 MHz和5 MHz处FOM值分别为169.1和173.39.     

流动注射-化学发光分析法测定磺胺胍

为了实现快速测定样品中磺胺胍含量并降低检测成本,联合流动注射技术,建立了一种测定磺胺胍含量的新方法。基于在酸性条件下磺胺胍对高锰酸钾-甲醛体系的发光信号有明显的增强作用而建立了磺胺胍的检测体系并优化了各项参数。结果显示：在优化条件后,磺胺胍的线性范围为5×10^-5～6×10^-4 mol·L^-1;对浓度为2×10^-4 mol·L^-1的磺胺胍溶液进行11次平行测定,计算出检出限为6×10^-7 mol·L^-1,检测结果的相对标准偏差为1.1%;加标回收实验测得的回收率为97%～103%。该方法检测快速、灵敏度高且成本较低,可成功应用于样品中磺胺胍的测定。     

面向太赫兹波段的负曲率光纤设计及数值研究

文章设计了一种基于环烯烃共聚物(cyclic olefin copolymer, COC)的空芯负曲率光纤(negative curvature fiber, NCF),分析结构参数光纤芯径、管径和毛细管厚度对光纤限制损耗的影响,并对参数进行优化,使得单包层NCF在2.0～2.5 THz频率范围内限制损耗为10^-4～10^-5 dB/m,损耗最低值可降到8.90×10^-5 dB/m;引入内包层管破坏常规负曲率光纤的对称性,使纤芯模式与内包层管壁模式进行耦合,从而增加x和y偏振方向的折射率和损耗差异产生双折射;对影响光纤双折射特性和限制损耗的因素进行分析,在2.0～3.0 THz频率范围内双折射系数可达到10^-4～10^-5。该文结果为太赫兹NCF的长距离传输、偏振敏感等应用提供了一条新的途径。     

一种应用于FPGA时钟管理单元的锁相环设计

设计了一种应用于FPGA时钟管理的可变带宽锁相环.该锁相环采用开关电容滤波器实现可变电阻滤波功能,用反比N电流镜(N为反馈分频系数)来为电荷泵提供偏置,使电荷泵电流与偏置电路电流成1/N的比例关系.本文还提出了用虚拟开关减少了开关两端电压的非理想电荷效应,并设计了一种5级延时单元组成的环形压控振荡器,显著提升了输出频率范围.该锁相环实现了环路带宽与输入频率比值固定,从而使环路带宽能够自动跟随输入频率在较宽范围内变化,保证了其稳定性.本文采用CMOS 65nm数字工艺流片,电源电压为1.2V,作为时钟管理单元IP核嵌入于复旦大学自主研发的FDP5FPGA芯片中.测试表明,本文设计的PLL环路带宽在0.7MHz到13.4MHz能够跟随输入频率在18~252MHz范围内变化,输入频率与环路带宽比值近似为20,产生762MHz~1.7GHz的宽范围输出时钟,阻尼因子均方差不超过8%.     

一种高阶温度补偿的CMOS带隙参考源(英文)

介绍了一种基于CSMC0.5-μm2P3Mn-阱混合信号CMOS工艺的高阶温度补偿的带隙参考源。该CMOS带隙参考源利用了Buck电压转换单元和与温度无关的电流,提供了一种对基极-发射极电压VBE的高阶温度补偿。它还采用共源共栅结构以提高电源抑制比。在5 V电源电压下,温度变化范围为-20 ～100℃时,该带隙参考源的温度系数为5.6 ppm/℃。当电源电压变化范围为4 ～6 V时,带隙参考源输出电压的变化为0.4 mV。     

电流镜型二次曲率补偿的带隙基准源设计

为提高基准源的温度系数、电压调整率和电源抑制比,采用0.6μm标准CMOS工艺,设计一种采用电流镜复制技术的带隙基准源.仿真结果表明,电路具有结构简单、启动性能好、电压输出灵活稳定、温度范围宽等特点,能够满足模拟集成电路的要求.在3种工艺角模型,-50~+195℃温度变化范围内,其温度系数约为1.632×10-5℃-1,电源抑制比为-70 dB;而在4.5~6.5 V的电源范围内,其电压调整率为4.0×10-4.     

一种高阶温度补偿的CMOS带隙参考源

介绍了一种基于CSMC 0.5-μm 2P3M n-阱混合信号CMOS工艺的高阶温度补偿的带隙参考源。该CMOS带隙参考源利用了Buck电压转换单元和与温度无关的电流,提供了一种对基极-发射极电压V_BE的高阶温度补偿。它还采用共源共栅结构以提高电源抑制比。在5V电源电压下,温度变化范围为-20～100℃时,该带隙参考源的温度系数为5.6ppm/℃。当电源电压变化范围为4～6V时,带隙参考源输出电压的变化为0.4mV。     

基于电化学活化的传感器构建及其电化学性能

为实现玻碳电极在电化学传感器领域的高灵敏度检测利用, 在pH=5.0的磷酸盐缓冲溶液中, 用恒电位法对玻碳电极进行电化学活化,考察pH值、富集电位及富集时间对Pb²⁺检测效果的影响, 并研究最佳实验条件下的活化电极对Pb²⁺的检测性能. 实验结果表明：该活化电极对Pb²⁺的电化学检测响应电流具有增强效果,并具有检测时间短、灵敏度高的特点;检测线性范围为1×10^-10~ 5×10^-6 mol/L,最低检出限和定量限分别为3×10^-11 mol/L和1.0×10^-10 mol/L. 该活化电极在自来水Pb²⁺的测定中具有较高回收率, 可用于实际水质检测.     

一种利用体偏置改善温度特性的电流源

基于130 nm绝缘体上硅工艺技术,针对工艺偏差对器件特性带来的影响,提出了一种可跟随工艺偏差自动调整温度系数的电流源;针对交叉耦合电流镜,引入自适应体偏置电路来改善电路在不同工艺角下的温度系数;仿真结果表明:-40～85℃温度范围内,工艺偏差使得所提电流源温度系数偏离典型工艺角下的值为22%,而无体偏置电流源偏离达100%之多,所提电流源在不同工艺角下平均温度系数为91 ppm/℃,比无体偏置电流源温度系数降低50%。