通信系统中小型化频率合成器设计

文章针对通信接收机小型化的要求提出了一种接收机频率源的设计思路,采用TSMC 0.18μm 1P6M混合信号工艺设计锁相环(phase locked loop,PLL)电路结构,设计了一种具有快速锁定时间、较宽频率调谐范围、低相位噪声的电荷泵锁相环(charge pump phase locked loop,CPPLL)。使用Cadence Spectre对电路进行仿真,电路整体具有在输入参考频率23～600 MHz之间产生1.92～2.62 GHz的时钟信号功能。在中心频率2.3 GHz、偏移载波频率10 MHz的情况下,敏感单元环形压控振荡器的相位噪声为-112.9 dBc/Hz。进行版图设计后,对电路进行验证,设计出小型化频率合成器芯片。     

基于变压器耦合的互补型LC压控振荡器

设计了一个基于变压器(transformer)耦合的互补型全集成CMOS LC压控振荡器(VCO).与传统结构相比,利用变压器耦合形成正反馈环路,增大输出振幅,使得电路更加易于起振;同时,采用电流复用技术,有效降低功耗.VCO采用65nm CMOS工艺设计,利用开关电容阵列(SCA,switched capacitor array)进行频率调谐,调谐范围18%(3.0~3.6GHz),相位噪声-118dBc/Hz@1MHz频率偏移,品质因数FoM(figure-of-merit)188dBc/Hz,直流功耗0.96mW.     

应用粒子成像测速技术测量压力振荡器的瞬态流场

利用以两台大功率脉冲激光器为双脉冲光源的粒子成像测速 (PIV)技术 ,测定了驻波管型正弦压力振荡器二维振荡射流瞬态流场 ,对示踪粒子的跟随性进行了比较 ,分析了示踪粒子在流场中的浓度分布对成像质量的影响。实验结果表明 ,环形喷嘴射流与尖劈之间存在交错的、方向相反的旋涡是使整个系统产生流体自激振荡的原因 ,环形喷嘴与尖劈之间的距离对瞬态流场有明显的影响。由双脉冲激光作光源的PIV系统具有脉冲间隔调节范围宽、测量精度高等特点 ,非常适合于从低速到高速全范围的流场测量     

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.     

家庭网络中数字下变频器的设计与实现

基于经典的系统设计流程,设计并实现了一种应用于家庭网络核心SoC平台中无线通信系统接收机的专用数字中频下变频器。在系统级,利用系统建模工具MATLAB,完成了数字下变频器的行为建模及其功能划分;在电路级,完成了数字下变频器中主要功能模块的VLSI实现及其功能仿真。考虑到系统实现的复杂性及其硬件资源,对于数字滤波器,采用CSD和RAG等优化策略;对于数控振荡器,采用一种新型的结合LUT和CORDIC算法优点的混合算法实现方案。最后,搭建了基于XilinxVirtexIIXC2V1000-4FG256FPGA的家庭网络无线通信系统验证平台,完成了数字中频下变频器的功能验证。     

双层结构微波纳米振荡器件的振荡特性调控

针对由垂直磁化和面内磁化的CoPtCr合金组成的双层结构微波纳米振荡器件,本文利用微磁模拟软件OOMMF研究了其在电流驱动下的振荡特性,并提出了不同的纳米柱阵列结构以提高振荡器整体的功率输出。结果表明,纳米柱截面尺寸保持不变,当面内磁化区域的厚度超过20 nm时,其对双层纳米柱产生的振荡频率不再影响,振荡振幅则随厚度的增加而继续增大。本文提出了平行四边形结构排列的双层纳米柱阵列,各纳米柱之间锁相情况较好,在电流密度为3.89×10~(11) A/m~2的驱动下,纳米柱阵列整体产生的振荡振幅为单个纳米柱产生振幅的3.6倍左右。     

Wien bridge电流模式正弦波振荡器的AOA实现

以传统的Wien bridge电压模振荡器为原型,根据网络与其伴随网络传输函数相同的特点,用伴随运算放大器(AOA)和分立电阻及电容设计出Wien bridge电流模式振荡器,该电路不仅具有速度高、频率高、电压低及功耗小等电流模电路的特点,而且振荡频率和输出幅度可独立的调谐;振荡频率和输出幅度与负载大小无关;振荡频率受寄生电容影响小,输出频率的精确度、稳定度高,电路比较简单,既适合分立电路使用,亦适合VLSI单片集成。计算机仿真证明该设计正确.     

向内发射同轴虚阴极振荡器的优化

为提高虚阴极振荡器微波能量转换效率,使用2.5维全电磁P IC(particle in ce ll)软件对向内发射同轴虚阴极振荡器进行数值模拟,优化设计了阳极反射板与阴极发射区之间距离D,并研究了阳极网透射区宽度B对能量转换效率的影响。模拟发现:选取适当的D值可提高效率,同时随着B的增大,能量转换效率逐渐增大并趋近一稳定值。模拟所得微波振荡主频与理论值符合较好。优化结果为:在阴、阳极半径分别为7 cm和5.5 cm,二极管电压250 kV,电流20 kA条件下,得到主频3.45 GH z,3 dB带宽约3%,微波功率310MW,能量转换效率6.8%的窄带微波输出。     

高温RF SQUID磁力仪射频振荡器

为了提高高温射频超导量子干涉器(RF SQUID:Radio-Frequency Superconducting Quantum Interference Device)磁力仪的磁场灵敏度和稳定性,设计了提供超导量子干涉器谐振回路偏置信号的射频振荡器。该振荡器采用频率连续可调的压控振荡器作为信号源,结合射频信号衰减电路产生SQUID器件所需功率的振荡信号。实验结果表明,该振荡器能产生549.75～947 MHz连续可调的射频信号,信号功率最低可达-98.97 dBm,满足SQUID器件的工作要求。