功率MESFET大信号非线性等效电路的谐波平衡分析

利用谐波平衡 (HB)分析方法 ,对微波大功率MESFET管芯进行了输入、输出匹配电路设计。首先讨论了对非线性MESFET等效电路网络进行非线性与线性网络的划分方法。然后 ,利用所建立的GaAsMESFET非线性等效电路模型 ,描述了电路匹配设计的方法、步骤及计算结果 ,并且将计算结果与测量结果进行比较。结果表明方法是成功的 ,具有非常重要的工程意义 ,为微波功率GaAsMESFET的实用化奠定了技术基础。

非线性磁电层合材料的对称等效电路理论及数值仿真分析

本文研究了长度方向磁化、厚度方向极化的3层磁电复合材料的非线性特性.首先,基于Z-L模型,根据磁化强度的数值解特征,拟合了磁化强度函数,进一步推导了超磁致伸缩材料的动态参数,如动态压磁系数、动态弹性柔顺系数和动态磁导率,并分析了偏置磁场和预应力对相应参数的影响;其次,基于非线性磁致伸缩本构方程,建立了磁电层合材料的对称磁-弹-电等效电路模型,并推导了磁电系数表达式,分析了其随偏置磁场和预应力的变化曲线,与已报道的结果具有很好的一致性;最后,为了与理论结果进行比较,采用COMSOL软件设置相同的参数,绘制相应的磁电系数频率曲线,二者结果符合较好,并提取了最大峰值模态振动形状,可以方便地观察到磁电层合材料长度方向的振动情况.结果表明,这种对称磁-弹-电等效电路理论模型及使用COMSOL软件数值模拟的方法是可取的,为进一步进行磁电层合材料的非线性分析奠定了基础,使设计高精度磁电微型器件成为可能.

磁致伸缩振动能量收集器的全耦合非线性等效电路模型

磁致伸缩材料具有应变大、响应速度快、稳定性好、频带宽的特点,是制作振动能量收集器的理想材料。当前磁致伸缩振动能量收集器建模主要利用线性压磁方程,此模型未能从材料自身耦合和磁路结构进行输出分析,导致输出预测误差较大。该文首先搭建了磁致伸缩材料磁特性测试装置,测试分析了磁致伸缩材料Galfenol合金在不同压应力尤其是大幅值应力下的磁特性;然后基于Gibbs自由能推导了Galfenol材料的全耦合非线性本构方程,进而构建了考虑漏磁、非线性、机磁耦合及饱和效应的振动能量收集器的等效电路模型,并对等效电路模型进行了非线性数学表征和参数识别;最后基于Galfenol材料设计了一个可以承受大幅值振动力的双棒型振动能量收集器样机,通过实验研究了收集器输出电压在不同力幅值、力频率、负载阻值等工况下的变化规律。实验结果与模型的计算结果对比分析表明,所建立的全耦合非线性等效电路模型可以准确预测振动能量收集器的输出电压特性。

采用非线性最小二乘法的超级电容等效电路模型参数辨识

针对电动汽车混合储能系统中超级电容在传统模型参数辨识中误差较大、不利于估计其工作状态和进行系统能量管理的问题,提出了一种采用非线性最小二乘法的等效电路模型参数辨识方法。为了精确表征超级电容内部电荷再分配过程及其端电压特性,减小模型误差,该方法首先在超级电容三分支等效电路模型的基础上,分析超级电容充、放电过程中内部的电荷再分配过程;然后,利用粒子群算法分段辨识得到模型参数初值;最后,在所得模型参数初值的基础上采用基于信赖域的非线性最小二乘法对模型参数进行优化。采用超级电容进行多组恒流充、放电实验,结果表明,在不同充、放电条件下,模型计算的端电压与对应实验测试端电压的平均绝对百分误差均在0.5%以内,由此验证了基于非线性最小二乘法参数辨识的有效性和准确性。

电脉冲除冰系统非线性等效电路分析

为了更有效地进行电脉冲除冰系统(EIDI)的电路参数设计,利用能量守恒原理研究了电脉冲除冰中系统振动能量的非线性等效负载,并推导了与系统参数相关的非线性等效电路模型.在ANSOFT Maxwell电磁场有限元环境中建立了轴对称圆柱型脉冲线圈的三维瞬态电磁场仿真模型,采用数值拟合的方法得到在除冰激励周期内法向电磁力的表达式;在此基础上研究了铝板蒙皮在该脉冲力作用下的形变表达式和电磁力做功情况.最终利用非线性等效电路模型设计了不同气隙间距下的储能元件电路参数,且通过实验验证了本文方法的正确性,为电脉冲除冰系统的设计提供了理论依据.

非线性电抗器的数学模型与等效电路

提出了用幂函数和指数函数构造给定磁化曲线的拟合函数，详述了基子广义最小二乘法求拟合函数待定系数的方法，导出了可饱和电抗器的数学模型和等效电路。其计算过程简单、物理概念清晰、易于实现且拟合效果好，仿真结果证明了它的可行性。

可见光通信网络信号非线性失真自适应校正方法研究

可见光通信网络是现今通信领域中的主要构成部分之一,但其应用的物理设备(LED照明设备)具有非线性特征,致使可见光通信网络信号出现非线性失真情况,影响着用户通信的质量,故提出可见光通信网络信号非线性失真自适应校正方法研究。通过深入分析可知信号非线性失真分为非线性转换失真和非线性限幅失真,以此为基础,设计信号非线性失真校正电路(DG预失真校正电路与DP预失真校正电路),引入自适应算法制定信号非线性失真自适应校正架构,确定信号非线性失真自适应校正公式,从而实现了信号非线性失真的有效校正。实验数据显示:应用提出方法获得的信号非线性失真自适应校正结果中不存在非线性失真现象,通信信号接收误码率最小值为3%,充分证实了提出方法应用性能更加优质。

用改进的遗传算法从S参数中提取HBT交流小信号等效电路模型参数

将遗传算法用于 HBT等效电路模型参数的提取并对其进行改进 ,改进后的遗传算法自动优化遗传、杂交和变异算子 ,节省了寻找最佳遗传、杂交和变异概率的时间并提高了提取参数的速度 .在 1～ 2 6 .5 GHz频率范围内 ,用改进的遗传算法提取了 Ga0 .4 9In0 .51 P/ Ga As HBT交流小信号等效电路模型的全部 16个参数 ,得到了令人满意的模拟与测量 S参数的比较结果 .

带四线制整流桥负载同步发电机的等效电路模型与小信号模型

带四线制整流桥负载的发电机始终处于非对称运行状态。为了进行系统性能的解析分析,将发电机的d、q轴变量分解为低频和高频分量分别处理,忽略了转子回路对高频电流的电阻及阻尼绕组对低频分量的作用,并在假定交、直轴超瞬态电抗相等的基础上,建立了同步发电机的等效电路模型,通过在稳态运行点线性化处理得到了等效发电机的小信号模型。文中还给出了稳态等效发电机的Park方程、相量图及稳态量的计算方法。分别通过发电机整流桥硬件系统的试验及在PSCAD/EMTDC软件环境下详细模型的仿真验证了等效电路模型,也间接证明了小信号模型的正确性。文中的等效电路模型与小信号模型可分别应用于此类系统的性能分析与小扰动稳定性研究。

用遗传算法实现信号转换电路的非线性校正

采用了遗传算法的最新成果 ,提出了一种新颖的基于实数编码的改进遗传算法用以校正信号转换电路的非线性误差。该算法采用基于代沟最小的代选择模型 ,选用 BLX-α混合交叉算子和非一致变异算子 ,算法简单、鲁棒性强、优化效率高。仿真和实验表明 ,用本文提出的方法对信号转换电路进行非线性校正不仅能够自动搜索到最优多项式 ,而且精度高于最小二乘法。该算法同样适用于传感器等其他电子测量元件的非线性校正。

微波功率FET小信号等效电路参数提取方法

文章针对S参数提取微波功率FET小信号等效电路参数方法 ,着重论述二种改进的算法 ,并应用于我所研制的微波功率2100μm栅宽的GaAsMESFET管芯的小信号等效电路13只元件参数计算,计算得出的S参数值与实验数据相吻合 ,提高了计算速度和精度。文章还对非本征元件参数初值的选取、本征元件的优化顺序。

45 nm MOSFET毫米波小信号等效电路模型参数提取技术

为了有效地表征45nm MOSFET毫米波频段下的电学特性,研究了其高频等效电路的建模方法。基于45nm MOSFET的器件物理结构及其导纳参数分析,通过综合考虑器件的本征物理特性、管脚及测试寄生特性,提出了一种准静态近似的高频等效电路模型及其参数直接提取的高精度简化算法,以此来统一表征模型参数从强反型区到弱反型区的偏置依赖性,并使之在不同偏置条件下的特性表征具有良好的连续性,以便于移植到商业仿真设计自动化工具中。通过ADS2013仿真工具的散射参数模拟结果与测量数据的一致性比较,验证了所建模型的实用性及其参数提取算法的准确性,并表征了45nm器件的偏置依赖性。

超导场效应器件的统一Y参数和小信号等效电路

本文基于超导场效应的小信号传输线模型的电流电压方程，建立了各种电路组态的本征的统一Ｙ参数和小信号等效电路，提出了频变电阻、频变电感和频变电容的概念，为研究各类超导场效应器件和电路的高频特性和动力学提供了有力的基础．

微波功率SiC MESFET小信号等效电路建模研究

在传统GaAs MESFET器件小信号模型基础上提出一种更适合SiC MESFET器件的小信号等效电路模型。该模型在引入了与栅压相关的输入电导后,明显改善了S11的拟合精度。提出直接利用cold FET反向栅压偏置下的S参数,通过曲线拟合和外插技术提取SiC MESFET小信号等效电路寄生参数的方法。该模型应用于国内SiC MESFET工艺线,在0.5-18GHz范围内S参数的仿真值和实测值非常吻合。

非线性电路的信号流图分析法

将传统的线性系统的信号流图分析法推广应用于非线性电路,可以获得非线性电路的"通解"及"特解"。该方法使非线性电路有了类似于线性电路的解析解,为非线性电路的分析与设计提供了新的理论和方法。

高压静电场非线性电路数值模型分析及信号仿真

由于高压静电场本体回路具有明显的非线性特性,这使得传统面向线性电路系统的分析方法不适用于分析高压静电场主回路。通过电路分时等效特性分析,本文利用了高压静电场工作过程三阶段线性特点建立主回路的非线性系统数值模型,并应用Duhamel积分原理建立高压静电场输出电压信号离散化模型。仿真实验结果表明,本系统数值模型与仿真方法能正确模拟出高压静电场二次侧电压信号完整工作过程中的时域变化特点,具有一定的科学性和新颖性。

复杂非线性电阻电路小信号分析法的研究

利用小信号分析法，对复杂线性电阻网络与数个非线性电阻元件联接的电路进行了分析求解，进而得出了复杂非线性电阻电路的一般分析方法。

RTD交流小信号等效电路模型——共振隧穿器件讲座(7)

RTD交流小信号等效电路模型是分析RTD交流特性的基础,也是用网络分析仪测量S参数,拟合提取交流参数和计算截止频率fR的依据。精确、合理的等效电路模型有助于深入理解RTD的工作原理,也对RTD器件和RTD集成电路的设计起重要的指导作用。介绍了四种常见而又重要的RTD交流小信号等效电路模型。

AlGaN/GaN HEMT器件小信号等效电路参数值的提取

利用国际通用的ColdFET以及宽带小信号提取方法对AlGaN/GaN HEMT器件进行小信号参数的提取,用仿真软件ADS(advanced design system)建立HEMT小信号等效电路模型,并对参数值进行优化.可快速提取器件的小信号参数并给予工艺一些反馈和指导.

45nm MOSFET射频小信号噪声等效电路建模直接提取方法

针对45 nm MOSFET射频等效电路建模和参数提取技术进行了研究,在精确地提取了射频小信号模型参数之后,基于双端口网络的噪声相关矩阵和多端口噪声理论,使用本征电路的噪声电流源嵌入有噪声贡献的元件,从而分析推导出射频噪声参数模型,并与商用的45 nm CMOS射频测量值相对比,在相应的频段内显示出很好的正确性。