金刚石二维电导和场效应管研究新进展

金刚石表面沟道场效应管以氢终端金刚石表面的二维空穴气2DHG(Two-Dimensional Hole Gas)作为沟道实现输入电压对输出电流的控制,是目前金刚石电子器件的主流结构.该2DHG面电导具有可大范围调控的面电荷密度和较高空穴饱和漂移速度.本文回顾了金刚石场效应管器件在直流、频率和功率特性的研究进展,揭示了低迁移率是制约金刚石低功耗高速数字电路、高频器件和高功率微波器件发展的主要因素.从理论和实验总结了金刚石表面电导出现的类调制掺杂的新掺杂机理,尤其实现了室温下2DHG霍尔迁移率提升到680 cm^(2)/Vs,材料方阻从10 kΩ/sq数量级降低到1.4 kΩ/sq电导性能的突破.相信这将会引起金刚石场效应管性能极大提升和器件的快速发展.

便携式XRF能谱仪中锂离子电池恒压转换器的研究

便携式XRF能谱仪采用锂离子电池供电,锂离子电池放电过程中,输出电压随时间逐渐减小,影响能谱仪检测结果。为消除该不利影响,采用Buck-Boost拓扑结构,基于LTC3789设计宽输入范围、高转换效率的恒压转换器,将锂离子电池转换为恒电压输出。详细介绍了恒压转换器的设计过程,并对其功能和效率进行实验,结果表明:该恒压转换器输出电压稳定,转换效率高,满足使用要求。

LaAlO_(3)/SrTiO_(3)异质结光存储特性模拟及电阻图像显示

LaAlO_(3)/SrTiO_(3)(LAO/STO)界面上的二维电子气(2DEG)表现出许多新奇的特性,通过探究其中LAO/STO光电特性的电阻响应机制,发现了异质结与神经网络拥有相似的记忆曲线.通过试验模拟了光照对LAO/STO界面电阻率的影响,并与实际曲线相比较.通过LAO/STO在光照下的电阻率变化,又模拟了LAO/STO对光线形状、光线照射时间的响应,并进行电阻的图像显示.结果表明:LAO/STO异质结具有优异的光储特性,且可以有效进行电阻的图像显示.该项工作为LAO/STO异质结在新型光电子器件、图形图像显示装置以及人工智能器件等领域的应用提供了新的思路.

某接收机电池设计

某型接收机原装铅酸电池故障率高,制约了接收机性能的发挥。采用组合式设计思路开发全新电池,通过3D打印制作电池外壳、内部封装锂电芯及保护电路,这既保障了接收机的正常使用,还可向外设充电,同时减轻了重量,节约了成本。经实际测试,新设计的电池自放电低、容量大,可靠耐用,有效提高了接收机的便携性,延长了接收机电池的续航时间,从而提高了接收机的使用效能。

QCA技术在递归盒式滤波器中的应用

量子点元胞自动机(quantum dot-cellular automata,QCA)因其延迟时间短、功耗低以及占用面积小等优点被当作代替CMOS的新型技术之一。针对CMOS器件尺寸日益减小导致的高功耗和电容寄生及串扰问题,本文首次利用QCA技术构建了一种递归盒式滤波器。其中,提出了一种全新的QCA全加器,较已提出的QCA全加器减少了55%的电路面积;少使用了56.7%的元胞数;量子成本也降低了10%以上。并以此为基础设计了一种高效的行波进位加法器(ripple carry adder,RCA)以及一种高效的进位选择加法器(carry select adder,CSA)来构成盒式滤波器的加法单元。以此构建的盒式滤波器较一般QCA盒式滤波器节省了32.6%的硬件资源;减少20%的电路运行时间;减少了48.7%的功耗。并使用QCA Designer仿真,结果表明,本设计完全可以代替实现传统的盒式滤波器功能,并在效率、功耗、电路面积、资源占用方面均有显著降低。

基于CubeMx软件的STM32单片机仿真实验方法

在Proteus和Keil仿真实验平台中引入CubeMx软件,提出一种单片机的仿真方法,并以通用的STM32系列单片机的串口实验设计为例,阐述了该方法的具体操作。该方法摒弃了用汇编语言开发单片机的理念,利用CubeMX图形化方法生成工程项目初程序文件,在实例中只需要用C语言依据需求编写信息的发送、接收和中断服务程序,提高了程序的可读性。同时,单片机的仿真和开发变得规范化、流程化,能够降低单片机的开发门槛,为实物实践打下基础。利用Proteus、Keil和CubeMx软件,结合高级语言进行单片机的仿真,能够用图形化方法形成开发项目的系列文件,为线下单片机的开发、应用提供了一个仿真平台,也方便线上仿真和创作。本文的方法已经应用到大学生蓝桥杯竞赛和智能汽车竞赛中,取得了较好的成绩。

智能实验室电子元件收纳与储存装置

针对实验室电子元件种类繁多、不易储存等原因造成的收纳与储存等问题,从而导致实验室管理困难、元件损耗严重。因此,提出一种智能实验室电子元件收纳与储存装置。该装置在Biot-Savart Law的基础上建立三芯一核体系,搭载智能语音检索系统、电磁传动系统与物联网安全保障系统,实现检索简单化、储存安全化、管理智能化。经过多重试验以及高校实验室定点投放试用,验证了该装置的可行性与便捷性。

两足外骨骼机器人足底压力测量系统

为实现两足外骨骼机器人行走过程中的步态识别,需精确、可靠地获取其足底压力载荷的分布情况。研制一种高灵敏度具有强抗偏载能力的小型轮辐式足底压力传感器,并针对该传感器输出电压只有几十微伏的微弱信号特点设计制作了具有斩波自稳零功能的多路前置信号放大调理电路板。为减小温度等因素产生的非线性误差,设计了传感器恒电流源供电模块。系统采用基于PC的控制器,多通道信号高精度同步采样,通过实际样机试验表明电路实现高增益放大的同时输出噪声峰峰值小于3 mV,且长时间样机试验,信号几乎不存在零漂,具有较好的稳定性。系统结构合理,可靠性高,可适用于仪表信号的处理。

基于DDR2 SDRAM的高速大容量异步FIFO的设计与实现

为了解决高速实时系统中海量数据的缓存问题,提出了一种基于DDR2 SDRAM的高速大容量异步FIFO设计方案。首先介绍了DDR2 SDRAM控制器和片上FIFO的原理与实现方法,基于DDR2 SDRAM的高带宽和分时复用技术设计了FIFO控制器的工作机制,最后深入分析了FIFO控制器各部分的工作原理并对其进行了实验。经过测试,基于DDR2 SDRAM的FIFO实现了最高475MHz的总线速率,8～256位的总线位宽,2GB最大数据容量。该FIFO可以解决高速海量数据缓存的问题,在工程应用中有显著的参考价值。

用改进的NLJ方法辨识闭环系统的模型参数及滤波器设计

详细介绍了PID控制系统过程模型参数的闭环辨识、滤波器的设计、IMC设计、实时数据的处理及实时曲线的显示和比较 ,以实现系统动态过程的优化控制。系统辨识的性能指标采用误差平方和 ,参数整定的性能指标采用绝对误差乘时间 ,系统的纯滞后分别用一阶、二阶不对称和二阶对称 pade近似 ,模型参数辨识和滤波器设计采用改进的NLJ法 ,参数整定采用IMC整定的方法。

柴油机高速电磁阀驱动特性仿真分析

为了降低电磁阀的功率损耗,确保其长期可靠运转,基于HEUI喷油器,利用Matlab软件对电磁阀PWM控制方式进行了仿真分析。仿真结果表明,提高线圈电压有助于实现电磁阀快速开启,开启脉冲和PWM占空比决定了不同阶段电流的大小,PWM脉冲频率影响电流的稳定性,几方面的有机调节,可以实现先高后低理想的电流波形。仿真结果为电磁阀的柔性控制提供了可靠依据。

视频同步分离芯片LM1881及其应用

LM1881是针对电视信号的视频同步分离芯片,它可以直接对电视信号进行同步分离,准确地获得所需的视频图像信号,使用者可根据需要对该同步信号进行时序逻辑控制.LM1881广泛用于对视频信号的同步分离中,比如便携式图像采集卡、视频监控录像控制仪、基于成像系统的视频图像采集等.介绍了LM1881的主要特性,基本原理和引脚功能,给出了它的几种应用.

物联网中的嵌入式终端

嵌入式终端可作为物联网的底层传感机构与数据预处理机构。为了进一步了解嵌入式终端,深入研究、探讨并分析了嵌入式终端与物联网终端、物联网网关、嵌入式系统、嵌入式处理器、嵌入式操作系统、智能终端、智能网关的关系,并将这些关系以数学化的形式表述了出来,从而表明物联网领域内的嵌入式终端的选择是一个需要考虑诸多因素的综合性选择。

PROFIBUS常见故障分类诊断

简要介绍了PROFIBUS使用过程中常见的两类故障:物理故障和逻辑故障的故障现象、解决方法和预防措施。物理故障包括线路、网络插头、电磁干扰、通信端口、中继器和DP/PA耦合器引起的故障,逻辑故障包括硬件组态故障和通讯故障功能块配置故障。

CAN总线技术及其应用

CAN总线技术是较实用的现场总线技术。文中分析了CAN总线控制器和驱动器的内部结构和工作原理,介绍了CAN总线技术在智能小区单元门禁控制系统设计中的应用,重点阐述了CAN总线的硬件电路设计和SJA1000总线控制器的初始化和接收、发送报文的软件设计。

基于STi5518的机顶盒系统开发

介绍了STi5518的基本组成和数字电视机顶盒(STB)DVB-C的软硬件设计,并对STB设计中应该注意的一些关键问题进行了阐述。

高速PCB板的电磁兼容设计

以某一嵌入式系统核心PCB板设计为例,介绍了电磁兼容的基本概念及一些高速PCB板设计的基本知识,着重分析了无高频器件时高速PCB板设计中存在的电源系统干扰、地线噪声干扰和信号线间的串扰等电磁干扰,并分析了这些电磁干扰产生的主要原因,从PCB总体设计和元器件布局、布线等方面考虑,对可能存在的这些干扰,提出了防止和抑制方法以及一些提高PCB板电磁兼容性的具体措施;在工程实践中证明这些方法和措施有效可靠。

基于微分磁导率的铁磁性材料无损检测新方法

利用微分磁导率变化特性,提出了一种可对材料的宏观缺陷进行快速扫查的无损检测新方法。首先,将铁磁性材料置于偏置磁化场环境下,缺陷将导致内部磁通的畸变;其次,磁通畸变进一步体现在材料表面微分磁导率分布的差异性;再次,通过特殊设计的微分磁导率检测探头,对材料表面微分磁导率的分布进行扫查;最后,由磁导率分布差异获得材料内部的不连续性信息,从而实现对缺陷的无损检测。开展了系列验证实验,结果表明,相对于传统的漏磁检测方法,新方法具有磁化强度低、磁通泄漏少、检测信号稳定的特点。新方法正、反面缺陷探测信号存在差异,在缺陷深度识别方面亦存在优势。

基于P89C51Rx2可编程计数器阵列(PCA)实现直流电机调速控制

直流电机调速控制通常采用单片机(M CU)以PWM脉宽调制方式驱动H桥电路实现,一般的单片机实现PWM脉宽调制编程较复杂,且易产生误动作,基于M CS-51系列增强型单片机P 89C 51R x2可编程计数器阵列(PCA)特殊定时器的PWM脉宽调制模式实现的直流电机调速控制硬件电路及软件编程简单、稳定性好、可靠性高。

开关电源的原理与设计

从电路工作过程的角度分析了开关电源的工作原理,提出了较为实用的设计计算方法.