0.25 μm CMOS工艺10位150 MHz流水线型ADC设计

采用流水线结构完成了一个10位精度150MHz采样率的模数转换器的设计.通过采用动态比较器降低电路的功耗.在采样保持电路中使用一种新颖的自举开关,可减小失真,使得电路在输入信号频率很高时仍具有很好的动态性能.芯片采用台积电(TSMC)0.25μm CMOS工艺,其有效面积为2.8mm2.测试结果表明,最大积分非线性误差和微分非线性误差分别为1.15LSB和0.75LSB;在150MHz采样率下,对80MHz信号转换的无杂散动态范围为52.4dB;功耗为97mW.     

无线体域网中体征参数的采集与处理

实现了在无线体域网中对体温、脉搏和血氧饱和度等体征参数的采集与处理。选择数字温度传感器DS18B20完成对人体体温参数的采集,并使用双光束透射法对脉搏、血氧饱和度进行无创检测,而后通过蓝牙实现数据的无线传输。设计以小型化、低功耗为原则,通过数字信号处理技术完成一系列工作。实验结果表明设计方案具有很高的稳定性和可靠性。     

全球导航卫星系统-动态后处理技术在强夯夯沉量监测中的应用

强夯法因其经济便捷、效果显著等优点,已成为目前应用最广泛的地基处理方法.目前,中国强夯施工信息化水平较低,夯沉量的监测普遍采用人工测量,测量设备信息化程度低且精度差,难以实现对强夯数据的精准控制与信息化管理.针对目前夯沉量测量存在的痛点问题以及信息化监测的工程需求,提出基于全球导航卫星系统-动态后处理(global navigation satellite system-post processed kinematic,GNSS-PPK)的夯沉量监测技术,采用远程无线电(long range radio,LoRa)建立实时数据通信链路,事后进行高精度PPK解算的技术手段,实现对夯沉量的动态监测.遵循低功耗高精度的设计原则进行了夯沉量监测系统的软硬件设计.依照强夯施工的监测需求进行试验验证,实验结果表明:系统能够在强夯高冲击环境下实现厘米级测量,低功耗设计满足在线长期监测,为强夯施工摆脱人工测量实现信息化监测提供了新思路.     

物联网与短距离无线通信

物联网从英语"The Internet of Things"翻译而来,它是一个很大的概念.当前的电信网、Internet等网络连接的主要是人与人、计算机与人、计算机和计算机,而物联网意味着更加广泛的互联,包括人、计算机和其他物体.正因为这种广泛的互联,使物联网需要很多新的技术,也有很多个性和特点.     

太阳跟踪控制系统设计

为了提高跟踪式聚光光伏系统的发电效率,在实验室现有控制系统的基础上设计了一种基于Cortex-M3内核的太阳自动跟踪控制系统.该系统采用视日运动和四象限传感器反馈相结合的太阳方向传感方法,并增加了独立的光强传感器来确定是否启用跟踪系统(如阴天、雨天);详细论述了跟踪控制系统的机械机构,硬件电路设计和软件设计.测试表明:该跟踪系统功耗低、性能可靠、控制精度理想,可实现太阳跟踪,满足聚光光伏发电的控制要求.     

应用于低功耗嵌入式处理器的功耗动态管理策略设计

为了降低嵌入式应用系统的功耗和成本,设计实现了一种应用于低功耗嵌入式处理器的功耗动态管理策略.该功耗动态管理策略包括多工作模式切换、动态频率调节、动态电压调节和快速可变的电压供给单元全集成,在满足功能和性能要求的基础上,根据处理器执行任务的需求变化,切换处理器的工作模式,动态调节工作频率与工作电压,降低功耗;快速可变的电压供给单元也集成于处理器中,支持工作电压的实时快速调节,降低系统成本.基于嵌入式应用系统样机的验证结果表明,应用系统执行不同的进程任务时,功耗均有效下降.在嵌入式应用系统中采用该功耗动态管理策略,能够有效降低系统的功耗与成本.     

基于恒定漏-源电压的LC-Tank幅度控制方法

运用电压受限区和电流受限区的原理,提出了一种用于宽带LC-VCOs中基于恒定漏-源电压的LC-Tank幅度控制方法.通过检测交叉耦合管漏源电压的变化值选择不同的尾偏置电压,避免LC-VCOs在高频处工作在电压受限区,达到优化相位噪声和功耗的目的.该方法应用于谐振频率为1.52～3.20 GHz的LC-VCO,在3.2 GHz载波处,10 kHz和600 kHz频偏的相位噪声为-77.0 dBc/Hz和-118.4 dBc/Hz,较没有幅度控制的情形分别改进了8.0 dB和1.4 dB,且在整个频段内的最大功耗为8.6 mW.     

基于ZigBee的中小桥梁监测系统设计

我国中小桥梁结构监测与大型桥梁相比存在资金不足、技术落后、数量众多、管理不完善等问题。针对这种情况,文章采用低功耗ZigBee芯片和SimpliciTI网络协议结合各种传感器,设计了一套适用于中小桥梁结构健康监测的实验系统。该系统可完成桥梁结构中应变、位移、振动等主要参数的快速采集、无线传输和上位机显示等功能,具有低功耗、低成本、低复杂度和简单实用等特点,非常适合我国目前中小桥梁结构健康监测。     

基于nRF24L01的近距离无线数据传输

介绍了2.4 GHz频段的射频芯片nRF24L01以及由该芯片与超低功耗单片机MSP430F1232组成的无线数据传输系统,给出了系统硬件设计和软件控制过程,并说明了测试运行情况.该设计实现的无线数据传输可靠稳定,传输速率高,已应用于煤矿井下人员定位系统中.     

用于TFT-LCD驱动的高效率高性能电荷泵设计

设计了一种用于TFT-LCD驱动的高效率高性能电荷泵.在分析了宽输入恒输出电荷泵原理的基础上,采用跟踪输入电压动态调整升压倍率的方法,克服了传统固定倍率电荷泵的效率随输入电压升高而大幅降低的缺点.提出了简单多倍率开关阵列及控制电路,采用了改进的三管复合开关减小静态功耗.电路用0.6μm BiCMOS工艺实现.测试表明:在输入电压2.7~5.5 V,工作频率250 kHz条件下,输出电压为5 V,满载电流为25 mA,平均效率提高了14%,最低效率提高了15%,静态电流为0.1 mA,负载调整率为0.014%mA-1.