基于GaNFET的窄脉冲激光驱动设计及集成

激光雷达的整机性能与激光脉冲的驱动性能密切相关,现有的窄脉冲激光驱动设计主要基于Si基器件,具有较高的集成度,但很难获得更高峰值的功率输出,不能很好地匹配脉宽进一步缩窄的要求。从驱动理论出发,建立驱动电路模型,对寄生电感、器件封装、驱动布局等影响激光窄脉宽的因素进行分析,通过裸芯片封装、环路布局优化以及多层叉指结构等的设计,匹配GaNFET优良的开关特性,实现了上升时间为2.01ns、脉宽为4.05ns、重复频率为500kHz、峰值功率为55W的窄脉冲激光输出,波形质量较好,封装集成度提升50%以上,可为下一代高精度、远距离、阵列集成激光雷达系统的开发奠定基础。

机载激光雷达双光楔扫描系统设计与实现

介绍了作为大型机载激光雷达关键部件的双光楔扫描系统的模型建立、设计实现以及实验验证。为实现双光楔扫描系统的大尺寸、宽视场和高精度指向,设计了16°楔角、320 mm直径的成对光楔,以及对应的高精度PID双轴扫描控制模块,分析了系统误差来源和误差控制方法。在45 m距离的地面测试中,通过每个3.6°转动楔镜,累计100次与真值测量比对进行检校和验证,扫描指向误差小于50μrad,通过搭载集成后的机载激光雷达飞行实验,实测扫描视场为32.03°,进一步验证了双光楔扫描系统的有效性。

可压缩气体合成射流微喷优化设计

借助Fluent软件,基于标准k-ε湍流模型和PISO算法,采用动网格方法构造动边界条件,在可压缩模型下,对二维、黏性、非定常气体合成射流微喷的频率特性及影响射流性能的3个关键因素(驱动频率、振动膜峰值速度和喷口尺寸)进行数值模拟,为合成射流微喷的优化设计提供了依据.结果表明,在可压缩模型下,合成射流微喷的频率特性仿真结果与理论计算结果较吻合,验证了其在可压缩气体模型下仿真的必要性;同时,对任一给定的合成射流微喷,驱动频率和喷口宽度存在最优值.

MEMS微型热敏传感器数值模拟

借助计算流体动力学软件Fluent,采用有限体积法、非定常N-S方程、Realizable k-ε湍流模型及无滑移壁面边界条件对微电子机械系统(MEMS)微型热敏传感器进行三维数值模拟.全面地分析了传感器绝缘层材料、空腔内介质材料以及结构尺寸参数对其灵敏度的影响情况,探讨了提高传感器灵敏度的方法.同时,设计了一款高灵敏度的MEMS微型热敏传感器.数值模拟结果发现,采用具有较低热导率的结构材料及工作气体,隔热效果最佳;合理优化传感器尺寸参数有助于获得较高的灵敏度.该结果对微型热敏传感器的优化设计和实际加工、制造提供了依据.

微型热式剪应力传感器的热特性建模

为了提高微机电系统(MEMS)微型热式剪应力传感器的灵敏度,分析了MEMS微型热式剪应力传感器的热平衡机理,建立其相应的数学物理模型.从理论上分析了传感器的热膜、绝缘层及硅基底上的空腔尺寸等结构参数对其灵敏度的影响,并将研究结果与基于Fluent软件的数值模拟结果进行对比.结果表明,所建立的数学模型是合理的.

Mars-LiDAR系统误差分析及安置角误差飞行检校

机载激光雷达系统是集激光扫描仪、全球定位系统和惯性导航系统等于一体的多传感器集成系统。机载激光雷达的检校和标定是保证激光点云定位精度的关键环节,其中扫描系统安置角误差是影响定位精度的主要因素之一。首先介绍了国产中远程机载激光雷达Mars-LiDAR系统,然后基于误差传播定律对系统误差进行了分析。研究了系统安置角误差的飞行检校方法,采用外场定标的方法将安置角进行动态分离,并通过飞行试验完成了系统安置角误差的动态检校,对Mars-LiDAR系统在3000m、4000m飞行高度获取的点云进行了定位精度分析和校正,验证了Mars-LiDAR系统安置角误差检校方法的实用性。

脉冲激光多回波峰值检测电路设计

在脉冲激光探测中,常采用峰值检测电路获取强度信息。当激光通过部分反射或部分遮挡的空间多层物体时,会产生多个回波。传统峰值检测电路无法准确探测多回波峰值。因此,基于脉冲多回波峰值检测原理,设计了一种具有高集成度的新型脉冲多回波峰值检测电路芯片。该芯片以两级峰值采样保持电路结构为基础,通过采用交织采样和多路复用技术优化了电路结构,实现了对多回波信号的峰值检测。芯片采用CMOS 0.18μm工艺设计,面积约为2.6 mm×0.48 mm,测试结果表明,所设计的芯片能够有效检测幅值范围50~500 mV、脉宽5 ns的多回波信号,峰值输出电压的最大误差为4.8%,通道间的输出电压最大相对偏差为5.7%,具有更精细的多回波探测能力,可集成应用于脉冲激光探测系统。

应用于便携式激光雷达测距仪的单芯片全集成前置放大电路系统(英文)

基于0.5μm CMOS工艺,设计了一款应用于便携式激光雷达测距仪的单芯片全集成前置放大电路系统。该芯片主要由前置跨阻放大器(TIPA),差分电压放大器(DVPA),带隙基准源和其它接口电路构成。其中如何设计最适用于激光雷达测距信号处理系统的前置跨阻放大器和差分电压放大器是文中重点关注的对象。测试结果表明,该芯片的跨阻增益可达87.27 dBΩ,-3 dB带宽952.8 MHz,输入等效参考噪声电流17.64 pA/Hz1/2。芯片面积为2.816 mm2(包括焊盘面积),功耗为106.9 mW,其中输出缓冲级功耗占75%。

“四合一”方治疗早搏48例疗效观察

“四合一”方治疗早搏４８例疗效观察刘汝卿作者单位：０４１４００山西省永和县人民医院刘汝卿男５２岁主治医师１９９２年１１月～１９９６年１０月，采用“四合一”方治疗早搏４８例，取得较满意疗效，报告如下。１病例与方法１．１病例：本组４８例全部为门诊患者。其...

实时感知型激光雷达多通道数据采集系统设计

激光雷达是实现环境实时感知的重要传感器,针对多通道感知激光雷达数据量大、数据传输解算实时性要求高及量体裁衣高效小型化的迫切需求,基于自研采用可靠的机械扫描、阵列探测和数据采集控制相结合的多通道激光雷达,设计实现了基于FPGA和DSP的多路并行信号采集处理系统,并在点云三维实时成像中得到了验证。该数据采集处理系统中的FPGA负责多通道激光雷达数据控制采集以及数据传输,DSP负责对数据进行解析处理并通过网口将点云数据上传到上位机,实现点云实时显示。实际测试结果表明,该数据采集处理系统能够满足多通道激光雷达2 Mpts/s的大数据量点云解析,并保证20 fps以上实时数据的可靠采集传输,实现周围环境和障碍物激光雷达点云的快速解算,可应用于自动驾驶、导航避障、周界安防等领域。

应用于激光雷达信号处理系统的放大电路接口设计

应用于激光雷达(LiDAR)测量系统的单芯片全集成信号处理电路系统的设计与实现,对于有效提高激光雷达整机测量精度、数据率,缩短测量时间,减小测量设备体积和功耗具有重要的意义。考虑到目前对于信号处理电路系统的研究中较少考虑芯片在实际使用环境中的接口问题,基于光电探测器、裸芯片、封装、传输线及测试板等诸多接口影响因素,运用协同仿真分析的方法,在电路系统的实际工作频段内,建立了一种精确的、能反映激光雷达信号处理电路系统放大电路芯片真实应用环境的接口一体化仿真模型,并通过S参数仿真对其进行验证。同时基于CMOS工艺,将设计得到的放大电路系统进行流片,在芯片输入端承载不同光电探测器寄生负载的情况下,对芯片性能进行测试,仿真结果与测试结果吻合较好,验证了该接口模型建立的可行性。

激光雷达实时数据传输存储系统设计与实现

针对激光雷达对于大数据量高速传输存储的需求,利用FPGA在数字信号处理方面的优势,提出一种以多核DSP为核心的数据传输存储系统。激光雷达采用FPGA作为核心控制器,通过高速并行通道UPP传输将激光雷达采集回波信息同步传输至DSP并实现实时存储。测试结果表明,UPP通道具备较高的数据传输率和可靠性,可以满足激光雷达高速实时数据传输的需求。同时通过对三种常用的数据存储介质数据率对比测试,表明采用SATA存储可在GByte数据量下实现43MB/s的数据率,保证了激光雷达大数据量下正常存储,该系统具有一定的实际应用价值。

基于FPGA的运动目标实时检测系统设计

目标识别是智能安防监控视频处理系统中重要内容,为了满足安防系统小型化实时性等应用需求,设计了一种基于FPGA平台的运动目标识别系统;该系统采用CMOS摄像头作为视频采集器,SDRAM作为视频流缓存及存储介质,利用FPGA可并行处理特点,采用流水线技术进行分模块化设计,对视频流进行灰度化和帧差法算法处理,并将结果传输至显示器终端,从而实现图像采集和目标识别实时跟踪和显示;测试结果表明,该系统在一定测距范围内可有效稳定地跟踪运动目标物体,可实时显示、小型化且功耗低,可进一步应用于安防领域中。

应用于脉冲TOF成像LADAR系统的高性能CMOS全差分放大器设计（英文）

本文设计了一种应用于脉冲飞行时间(TOF)成像激光雷达探测系统的高带宽、低噪声全差分放大器(FDMA)。该芯片采用多级级联结构和有源电感技术,增大电路带宽和减少芯片面积,并且通过使用失调隔离技术,增强了各增益级对工艺偏差的鲁棒性。在输出级电路中,为使全差分放大器具有更强的驱动能力,采用了宽带放大器和输出缓冲器级联结构做为输出。同时,为了满足激光雷达系统的实际需求,采用复用失调隔离电路的方式,实现了级间带通滤波来限制放大器的适用带宽。采用CMSC的CMOS工艺进行了FDMA流片。测试结果表明,该芯片具有730.6MHz的-3dB带宽,在使用带通滤波器优化后的开环增益为23.5dB,等效输入噪声密度为2.7nV/sqrt(Hz),有效地降低了系统噪声。芯片采用3.3V电源供电,功耗为102.3mW,整体面积为0.25mm×0.25mm。作为激光雷达全系统集成芯片中的一部分,较好地满足系统指标要求。

地域性影响下城市家具设计原则探析

从地域性设计理论入手,分析目前城市家具存在的问题,并将地域性设计作为城市家具的重要设计依据。探讨城市家具设计需遵循的因地制宜、传承历史文脉、系统性设计、人性化设计四大设计原则,以期提升整体城市风貌,创造富有活力的城市形象。

土制枪发射步枪弹头横入人体致死一例

徐某，男，40岁，于1996年4月24日晚7时许在回家途中被人打死。尸检见：上着夹克衫，右肩背处有一长2．8cm的条形破口，纤维断端呈锯齿状。尸长164cm，尸僵存在各大关节。尸斑位于身体背侧未受压部位，呈淡紫红色，指压稍褪色。

仁用杏花芽3个发育时期数字基因表达谱分析

以仁用杏‘优一’为试材,运用转录组、数字基因表达谱技术,研究了仁用杏花芽萌动期前后相关基因的表达规律。结果发现,仁用杏花芽在花芽萌动期前后进行着各种旺盛的生物合成和代谢活动,且4个开花调控途径(光周期途径、春化途径、自主途径、GA调控途径)均已启动,光周期途径在花芽萌动时发挥重要作用,涉及到了74条基因,其中有38条差异基因上调表达,29条下调表达;GA途径在花芽萌动期对花芽的生长发育调控表现为抑制作用,涉及到了60条基因,其中有13条差异基因上调,9条差异基因下调;其他两条途径于花芽萌动前作用,其中春化途径涉及到了23个基因,其中有4条差异基因上调,15条差异基因下调;自主途径涉及到了24条基因,其中有3条差异基因上调,11条差异基因下调。本研究通过数字基因表达谱分析,初步了解仁用杏花芽萌动前后的网络途径,为后期对仁用杏花芽相关开花基因的研究、探明仁用杏早花的分子机理及通过分子育种方法培育仁用杏晚花品种提供坚实的理论依据。

Design and implementation of a hybrid circuit system for micro sensor signal processing

This paper covers a micro sensor analog signal processing circuit system（MASPS） chip with low power and a digital signal processing circuit board implementation including hardware connection and software design. Attention has been paid to incorporate the MASPS chip into the digital circuit board.The ultimate aim is to form a hybrid circuit used for mixed-signal processing,which can be applied to a micro sensor flow monitoring system.