连续波输出功率111.27 mW的G波段四端口平衡式倍频器

利用新颖的四端口平衡式二倍频原型,开发了215~230 GHz频段的肖特基变容管倍频器,并具备更加优秀的变频效率和功率容量。同时,所提出的倍频架构能够实现奇次谐波和四次谐波的本征抑制,并且其中采用的二极管管结数量相对于传统平衡倍频结构提升了两倍。因此,这种四端口倍频电路可以实现更好的转换效率和双倍的功率处理能力。在室温下,当输入功率为196~340 mW时,该倍频器具有约39.5%的峰值转换效率(@218 GHz),即使在较高的频率下,该倍频器也被证明是高功率太赫兹波信号产生的理想解决方案。

260 GHz GaN高功率三倍频器设计

基于GaN太赫兹二极管芯片,采用非平衡式电路结构,设计了一款260 GHz三倍频器。采用GaN肖特基二极管芯片提高电路的耐受功率和输出功率;采用“减高+减宽”的输出波导结构抑制二次谐波;采用高低阻抗带线结构设计了倍频器的输入滤波器和输出滤波器。测试结果显示,该三倍频器在261 GHz峰值频率下,实现最大输出功率为69.1 mW,转换效率为3.3%,同时具有较好的谐波抑制特性。

基于可编程序控制器和变频器的多段速控制系统

基于可编程序控制器和变频器设计了一套多段速控制系统。在分析多段速控制系统控制要求的基础上,进行可编程序控制器与变频器的硬件接线,分配可编程序控制器的输入输出地址,配置变频器的参数。设计多段速控制系统的时序图和顺序功能图,采用定时器指令为主体编写梯形图。通过调试确认,所设计的多段速控制系统能够满足控制要求,运行稳定可靠。

基于对差分结构的320 GHz三倍频器

结合高频特性下肖特基二极管有源区电气模型建模方法,实现了一种基于对差分结构的320 GHz三倍频器,相比于传统的平衡式和非平衡式电路,这种结构可以在降低工艺复杂度的同时使电路的功率容量增加一倍,更好地满足现代通信系统对大功率太赫兹频率源的需求。为了提高电路在高耗散功率下的仿真精度,使用符号定义器件在电路仿真软件中建立起新型的电-热自适应模型,最后按照场路结合的迭代方式完成整体电路设计。测试结果表明设计的三倍频器在123~200 mW的驱动功率下可以实现最高8.8%的转换效率,最大输出功率为17.27 mW;在305~384 mW的驱动功率下可以实现最高7.2%的转换效率,最大输出功率为27.33 mW,为高功率太赫兹器件的高效设计提供了有益借鉴。

基于FPGA的X光机焦点测量仪系统设计

X光机的焦点尺寸是影响X射线成像质量的关键因素之一,针对X光机焦点尺寸测量方法繁琐、测量效率低等问题,文章提出一种以FPGA为核心控制芯片,狭缝法为测量原理的X光机焦点测量仪系统设计方案,通过线阵CCD传感器采集狭缝成像后的焦点信息,随后进行模数转换,并采用USB2.0传输方式将数据传输至上位机进行处理和计算。文章重点讨论线阵CCD、A/D转换和USB传输的驱动与时序设计,以及焦点尺寸的计算方法,该系统具有高精度、实时性低延迟的特点。实验结果表明,在对X光机大、小焦点尺寸各进行10次测量后,测量重复性分别为0.2808%和0.4779%,示值误差均在±0.15 mm范围内,这证明了该系统能够实现对X光机焦点尺寸的精准测量。

基于GaAs肖特基二极管单片集成技术的330~400 GHz三倍频器

基于砷化镓肖特基二极管研制了工作频率为330~400 GHz的三倍频器。在三倍频电路中,通过将二极管管芯排布方向与信号传输方向垂直,形成了无偏置反向并联型结构,实现对偶次谐波的抑制和对奇次谐波的增强,提高了三倍频器倍频效率。为减小电路封装误差,采用单片集成技术将二极管和外围电路集成在25μm厚的砷化镓衬底上实现三倍频芯片。并将芯片封装入一体设计的屏蔽腔中构成了波导-悬置微带线结构来减小电路损耗。实测结果显示,在330~400 GHz范围内,当输入功率为22 dBm时,三倍频器输出功率大于5.5 dBm,并有优于7 dBm的峰值输出功率。

西门子S120系列变频器的调试研究

西门子公司的主流变频器为西门子S120系列变频器,其被广泛应用于各领域。此变频器的动态特性良好、运行稳定。为了使处理故障问题时有相应的参考根据,要求对西门子S120系列变频器进行研究。因此,对西门子S120系列变频器构成进行研究,并且针对存在的故障分析,提出西门子S120系列变频器调试对策。

PLC技术在变频器节能控制系统设计中的应用

将PLC技术应用于变频器控制系统,可有效改善这一状况,优化整体控制水平和节能效果。基于此,该文对PLC技术在变频器节能控制系统设计中的应用方法进行探讨,以期为电动机组的节能降耗工作提供参考。

基于扰动Delta-sigma调制器的小数分频器

文中基于扰动Delta-sigma调制器分析并设计了一款动态分频比控制的宽带小数分频器链路。其中,整数分频器链路由高速2分频器和7级2/3分频器链路级联构成,小数控制部分由外加扰动的Delta-sigma调制器构成。通过理论分析和仿真表明,合理选择扰动信号的添加位置,可以有效延长Delta-sigma调制器的输出序列长度,从而平滑Delta-sigma调制器的输出频谱。该分频器电路采用TPS 65 nm射频绝缘体上硅(RFSOI)互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺制造,包括焊盘在内的芯片面积为0.57 mm 2。测试结果表明,该小数分频器链路在1.2 V的供电电压下,最大工作电流为22.2 mA,可以在9 GHz~20 GHz的输入频率下动态加载控制字并实现小数分频功能。

基于泰芯TX8M2260的矢量变频器

针对传统矢量变频器成本高、结构复杂等问题,设计了一种基于TX8M2260微控制器的矢量变频器设计方案,该方案充分利用了TX8M2260的高性能低功耗特性以及其特有的硬件加速单元(MDU),并且采用了一种结构紧凑、成本效益高且高度集成化的硬件架构。通过对基于FOC理论的控制算法的实施和对硬件设计的优化,提出的矢量变频器在TX8M2260平台上进行了实现和实验验证。实验结果表明,所设计的矢量变频器成功实现了要求的各项功能,并具有良好的动态性能和稳定性,这进一步证实了这种矢量变频方案的方便有效。

星载220 GHz分谐波混频器设计

为满足星载辐射计系统应用,提出了一款220 GHz次谐波混频器。基于平面GaAs肖特基二极管3D电磁模型,混频器电路和结构优化设计采用HFSS和ADS联合仿真实现。通过在50μm厚的石英基板上倒装反向并联二极管对以及采用纳米银胶将基板粘接在硅铝波导腔的工艺方式,设计并加工实现了一款210~240 GHz分谐波混频器,单边带最小变频损耗仿真结果为7.33 dB,实测变频损耗优于9.6 dB。按照某卫星规定的各项环境试验条件验证其在不同环境条件下的性能,结果证明该混频器试验前后一致性较好。

基于GCPW的220GHz砷化镓芯片基波混频电路

为了提高太赫兹收发系统的集成度,设计并制备了220GHz基于共面波导输出接口的片上砷化镓基波混频电路。首先,对研制的砷化镓肖特基二极管的I-V和C-V进行测试表征,并提取了相应的肖特基二极管电路参数。其次,分别设计了串联肖特基二极管、低通滤波器、3dB耦合器等结构,并对其进行了联合仿真,实现了220GHz混频基波电路。最后,通过优化整合工艺,采用二极管倒装的形式封装在电路上形成片上混频器。对研制的混频电路进行了测试验证:在固定中频5GHz的条件下,测试结果表明在200GHz~220GHz频率范围内芯片的变频损耗均小于15dB,在204GHz处获得了最低损耗10.6dB。基于GCPW的砷化镓芯片电路结构简单,无需波导腔体装配,可以与其他射频器件集成在一起,减小芯片体积,增加集成度。

毫米波宽带高中频单平衡混频器设计与实现

针对毫米波宽带通信、雷达和测试仪器领域的应用需求,提出一种E波段宽带高中频(IF)单平衡混频器。射频(RF)及本振(LO)信号通过多分支宽带加宽波导正交耦合器输入,通过鳍线过渡结构将信号从波导传输模式过渡到微带模式,并提供宽带中频信号及直流接地回路;中频输出低通滤波器可有效抑制LO及RF信号,并为其提供等效接地回路。利用肖特基二极管的非线性实现混频,并通过微带匹配电路最终实现宽带低损耗混频效果。混频器采用57.6、62.4、67.2 GHz 3个点频本振,将67~85 GHz的射频信号分段下变频至9.4~17.8 GHz的中频范围内。测试结果表明,在67~85 GHz射频频率范围内,射频输入功率为-15 dBm,本振输入功率为12 dBm时,混频器变频损耗为7.1~10.1 dB,对组合杂散的抑制在36 dBc以上。

基于太赫兹单片集成电路的560 GHz次谐波混频器设计

基于太赫兹单片集成技术,设计并加工了一款560 GHz次谐波混频器。建立了二极管的三维电磁模型进行全波仿真,并结合二极管SPICE参数模型,获得了包括寄生参数和本征参数的二极管完整模型。基于半分部−半整体设计法对电路进行了仿真优化,既具有灵活性,电路整体尺寸也较小。整体电路设计在3μm厚的GaAs薄膜上,有效地抑制了高次模的传输,同时降低传输损耗。通过铺大面积的梁氏引线提供足够的应力支撑,提高电路的稳定性。实验结果表明:本振驱动功率3 mW下,混频器在520~600 GHz射频范围内变频损耗小于11 dB。

170GHz二倍频器2路功率合成技术研究

文章研究并实现了基于170GHz二倍频器2路的功率合成。采用三维电磁场仿真设计并实现了E面T型功分/功合器。功率分配器采用WR10标准波导,80GHz~95GHz频带内,插入损耗在0.2dB左右,端口2和端口3之间隔离度在6dB左右。输出功率合成器采用WR5标准波导,160GHz~185GHz频带内,插入损耗在0.4dB左右,端口2和端口3之间隔离度在6dB左右。采用GaAs肖特基二极管单片集成技术设计并制备单路二倍频器,以满足一致性要求;基于170GHz二倍频器2路功率合成的测试结果表明,输入功率在600mW~800mW之间,163GHz~178GHz的输出功率在110mW~264mW,合成效率在80%以上。在171GHz的频点下,峰值输出功率可达264mW,峰值合成效率达到92%。

浅谈IGCT在干熄焦中压变频器中的应用

介绍了IGCT(集成门极换流晶闸管)的特点及工作原理,结合炼焦干熄焦循环风机中压变频器,对比IGCT和IGBT技术,对IGCT在中压变频技术中的应用进行了详细说明,对掌握更多的IGCT维护知识有着积极的作用。

基于C++SuperMix库的SIS混频器的研究

基于C++SuperMix软件库对680 GHz接收机中的双槽双超导隧道结(SIS)混频器进行深入模拟研究.在环境温度为4.2 K、本地振荡器(LO)频率为680 GHz、本振功率为100 nW、中频频率中心为10 GHz和中频匹配阻抗为50Ω的条件下,采用二次谐波的谐波平衡法,在0~500 K热噪声源温度下对SIS混频器的输出噪声温度进行建模仿真研究.计算得出:当偏置电压在2~3 mV变化时,SIS混频器的输出噪声温度均小于50 K,表明所研究的SIS混频器具有较好的噪声性能.

变频器输出侧的双LC型滤波器研究

在直流网组电动船舶上,电机驱动与日常用电都需要用到变频器。针对变频器输出侧电网谐波的问题,采用无源滤波器方法对其进行抑制。为解决常见的LCL型滤波器存在的动态性能差,滤波效果不理想,且容易在输出端产生较大振荡和电磁干扰问题。本文提出一种高阶的双LC型滤波器。基于对双LC型滤波器优化设计,并将无源阻尼法控制策略应用在此滤波器上,以减小系统在谐振频率处的谐振尖峰并降低高频段的谐波含量,进一步完善所采用滤波器在滤波效果和系统抗干扰上的性能。最后,通过仿真验证基于双LC型滤波器所提出控制策略的有效性。因此,采用双LC型滤波器替代传统LCL型滤波器可以更好地增加系统的效率与稳定性,确保设备的稳定运行。

变频器在污水处理厂风机上的应用

介绍了变频器在污水处理厂离心鼓风机上的应用和实践途径,并结合实例对变频器的效果应用进行了比较和分析。

Terahertz high-sensitivity SIS mixer based on Nb–AlN–NbN hybrid superconducting tunnel junctions

The terahertz band,a unique segment of the electromagnetic spectrum,is crucial for observing the cold,dark universe and plays a pivotal role in cutting-edge scientific research,including the study of cosmic environments that support life and imaging black holes.High-sensitivity superconductor–insulator–superconductor(SIS)mixers are essential detectors for terahertz astronomical telescopes and interferometric arrays.Compared to the commonly used classical Nb/AlO_(x)/Nb superconducting tunnel junction,the Nb/AlN/NbN hybrid superconducting tunnel junction has a higher energy gap voltage and can achieve a higher critical current density.This makes it particularly promising for the development of ultra-wideband,high-sensitivity coherent detectors or mixers in various scientific research fields.In this paper,we present a superconducting SIS mixer based on Nb/AlN/NbN parallel-connected twin junctions(PCTJ),which has a bandwidth extending up to490 GHz–720 GHz.The best achieved double-sideband(DSB)noise temperature(sensitivity)is below three times the quantum noise level.