FMCW雷达测距系统的中频信号处理电路设计

中频信号处理电路是雷达测距系统的核心硬件。在计算得到滤波及放大电路的关键参数后,基于双运放MC33078,设计实现了包含高通和低通2个单元的滤波电路;利用可调增益放大器AD603和静电计级运算放大器OPA128等设计实现了可调增益放大器、峰值检波电路和AD/DA转换电路。对所设计的关键电路进行了模拟验证,并通过对静态目标的测距实验,验证了中频信号处理电路对雷达测距的适用性和测试值相对于计算值的准确性。

FMCW雷达系统的双模方向判断模块研究

方向判断模块是雷达防撞系统中的一个重要功能模块。为实现该模块,完成了对差频信号频率及相位与目标运动方向关系的理论推导,得到并验证了频率及相位与目标靠近或远离关系的2种判定法则。利用这2种法则,设计了基于频率和相位变化判断目标运动方向的双模判断模块。该模块集成了2种模式的方向判断电路,连接计频器得到用于DSP计算的频率,并利用光电报警器直观显示目标的运动方向,可极大地提高方向判断的准确性。对电路的模拟结果验证了利用双模理论实现方向判断模块设计的可行性。

FMCW雷达系统及其前端数据采集模块设计

(FMCW)调频连续波雷达在汽车防撞系统中得到了广泛的应用。文中对近年来国内外汽车防撞系统的发展做了阐述和比较,以FMCW毫米波雷达作为系统前端,对防撞系统的原理、结构、信号的前置放大和模数转换等关键数据采集模块进行了介绍与设计。

一种用于FMCW雷达系统的中频信号滤波器

调频连续波(FMCW)雷达是近年来在汽车主动防撞领域新兴的一种测距传感器,该雷达系统的中频信号处理中,滤波器是最关键的部分之一。基于对干扰杂波的分析,文章设计并实现了一种用于FMCW雷达系统的中频信号滤波器,该滤波器包含高通与低通模拟滤波单元及基于DSP的FIR数字滤波单元。仿真图形与实验结果表明,所设计的滤波器能有效完成对调制泄漏信号、高频杂波信号及离散杂波信号的滤除,有助于提高雷达系统测距及测速的准确性。

“党支部+”双带头人教师党支部书记工作室——以合肥工业大学电科系党支部为例

在新时代背景下,高校党支部建设需兼顾学科特点、人才培育、志愿服务等职责于一体,文章讨论了以高校“双带头人”教师党支部书记工作室为基地,以“党支部+”为载体,充分发挥“双带头人”党建带头人和学科带头人的双重“领头雁”作用,将党支部建设更切合高校实际,进一步提升其组织力和政治功能。

FPGA与嵌入式系统综合实验平台建设与探索

FPGA与嵌入式系统是当前微电子学科本科与研究生实验教学不可缺少的内容。结合目前的实验教学现状,对FPGA与嵌入式系统综合实验平台的建设进行了需求分析。针对现有实验场所与已有硬件设施,对综合平台的软硬件构架进行了建设方案设计与探索。基于所提出的方案,完成了该综合实验平台的构建。并就新综合实验室平台的高效利用,提出了具体的课程方案与应用方向。

轨道交通中的计算机联锁及其应用

计算机联锁可使轨道交通的控制与执行效率大幅提高。本文介绍了轨道交通中联锁系统的组成子系统、技术特点、基本原理、层级结构及其软硬件方面的应用。通过本文的介绍,读者可以对新兴的计算机联锁轨道交通有基本的认识。

独立于ECU的外后视镜智能控制模块设计

利用单片机结合PCB电路设计了一种外后视镜智能控制模块。该模块采用原车载12V电源供电,不依赖ECU而独立工作;该模块包含降压电路及电机控制电路,可调节外后视镜的翻转角度;通过软件编程可实现倒车时外后视镜同步翻转、定位及复位功能。以模块化的PCB板载芯片与器件实现了样品试制,经仿真及装车测试验证,该模块可良好地实现设计功能,且与车辆电气系统实现无干扰匹配。

通过实验教学改革提升电科专业大学生创新能力

本文针对实验教学当中存在的一些问题,以合肥工业大学电子科学与技术专业为背景,从实验教学计划的改革、自主实践环节的设置、实验考核制度的完善三方面,对如何通过实验教学提升本专业大学生创新能力的培养进行了详细介绍。

一种用于胎压监测的MEMS压力传感器设计

无线胎压监测系统是近年来得到高度关注的一种汽车主动安全装置。为对胎压监测系统实现高线性的压力测量,提出了一种球冠形底部固定极板与复合膜可动上极板相结合的电容式MEMS压力传感器。该结构改变了经典的两极板接触过程,并在下极板底部中心设置基于深刻蚀工艺的深孔结构,使传感器几乎完全工作在线性区间。针对汽车胎压的量程,分析了复合膜厚度对极板接触状态及线性度的影响,并利用有限元分析法对结构进行了模拟与验证,最后给出了工艺流程说明。该方案的提出,可为工作于100～800 kPa的汽车胎压监测提供一种新的MEMS传感器实现方式。

汽车防撞雷达中频信号处理系统的优化方案

中频信号处理装置是汽车防撞雷达系统的核心。针对现有中频信号处理方案中存在的不足,基于对雷达中频信号的调理需求和对模块功能的分析,提出了一种基于多功能可编程集成芯片MAX11043的雷达系统功能的优化方案。基于FPGA技术对集成芯片的驱动进行设计并得到相应的时序仿真图,调用所设计的驱动模块完成对调制信号发生器功能的仿真和实验,仿真和实验结果验证了所提出的优化方案的可行性。

电子科学与技术专业创新教育综合实验大平台建设

针对电子科学与技术专业实践教学的重要性,以培养创新人才为目标,建设创新教育综合实验大平台,探索和构建新的实践教学体系、实验平台管理体制和创新教育评价机制。

汽车防撞雷达多目标识别测量算法研究

针对目前汽车防撞系统中常用的调频连续波测距雷达对多目标识别的不足,基于频移键控雷达的联合作用,提出一种新型的测量方法,该算法采用一种类梯形调频波形,利用调制频率的周期性变化特征分别对单目标和多目标实现有效检测,使雷达不仅可测量单目标在不同运动状态下的距离和速度,同时也可识别多目标,并对其完成测距与测速。利用Matlab对所提出的算法进行了仿真与验证,表明该算法不仅能准确捕捉所探测目标,并且在测量中有着较高的精度,适用于毫米波汽车防撞雷达在行驶中的目标测量。

一种基于环形振荡器的轻量级高效率的真随机数发生器

真随机数发生器(TRNG)作为芯片中重要的安全组件,在现代加密系统中扮演着越来越重要的角色。对于TRNG的设计,关键是需要熵提取器可以在恶劣的环境变化(如工艺波动、电压和温度(PVT))下稳定地生成熵值。基于Xilinx FPGA平台提出了一种基于环形振荡器的低成本,高效率真随机数发生器。TRNG一方面通过快速进位逻辑来提高熵提取的效率,另一方面通过优化电路结构和延迟,在以相对较低的资源开销情况下实现可观的吞吐量和随机性。TRNG分别在多块Xilinx Virtex6 FPGAs和Xilinx Spartan6 FPGAs上进行验证,实验数据测试结果表明,所提出的TRNG能够在广泛的PVT范围内表现出良好的鲁棒性,且生成的随机比特流不仅以相当高P值通过NIST SP800-22统计测试套件,而且可以通过最新的NIST SP800-90B测试。

基于线算法的ICP深反应离子刻蚀模型

电感耦合等离子体(ICP)刻蚀是目前集成电路与微机电系统制造的关键工艺之一。利用一种改进的复合交替深刻蚀(TMDE)模型对ICP深反应离子刻蚀(Deep-RIE)进行了工艺仿真建模。根据深反应离子刻蚀中Footing效应的实验特征,提出了针对这一现象的表面描述方程,并借助实验手段确定了该表面描述方程中的参数,从而为模型添加了一种简单有效的Footing效应模拟模块。最后对Deep-RIE和Footing效应刻蚀表面进行模拟,验证了模型的有效性和可用性。

FPGA课程创新型实验教学体系的实践

具有创新能力的实验教学体系对于培养高素质的创新人才具有非常重要的作用。根据电子科学与技术专业创新型教学体系特点,该文以FPGA课程为例,着重介绍FPGA课程创新型实验教学体系研究的背景、实验教学体系的实践以及实验教学体系的评价方式。实践表明,创新型实验教学体系能够进一步增强学生参与科研与创新活动的兴趣,在广度与深度上拓展学生的知识应用能力与工程实验能力。

汽车主动防撞系统的中频信号处理模块

为对汽车主动防撞系统的核心硬件进行设计,需首先构建中频信号处理模块。在计算得到滤波及放大电路的关键参数后,基于双运放MC33078,设计实现了包含高通和低通两个单元的滤波电路。利用可调增益放大器AD603和静电计级运算放大器OPA128等设计实现了AGC环路,该环路同时包含可调增益放大器、峰值检波电路和AD/DA转换电路。对所设计的关键电路进行了模拟验证,并通过对静态目标的测距实验,验证了该中频信号处理模块对雷达测距的适用性和测试值相对于计算值的准确性。

一种可用于硅刻蚀工艺模拟的三维表面演化算法

针对硅微加工中的刻蚀工艺模拟应用,提出了一种基于点元网格和单位法向量的三维表面演化算法.在形成的连续曲面上,以高斯积分法得到点元步进的单位法向量,实现三维表面的构建与推进.根据典型的刻蚀工艺及其物理模型,该表面演化算法能够用于硅等离子体刻蚀等与表面演化方向相关的工艺模拟.参照简单的各向同性刻蚀,利用该三维算法实现了不同视角的三维硅刻蚀工艺的模拟结果,通过与相关实验结果的对比,验证了这种新型三维表面演化算法对相关工艺描述的实用性与准确性.

基于C单元的抗干扰低功耗双边沿触发器

快速增长的功耗是VLSI设计中的重要问题,特别是输入信号中存在毛刺,双边沿触发器的功耗将会显著增大。为了有效降低功耗,提出了一种基于C单元的抗干扰低功耗双边沿触发器AILP-DET,结构采用快速的C单元,不仅能够阻塞输入信号存在的毛刺,阻止触发器内部冗余跳变的发生,降低晶体管的充放电频率;而且增加了上拉-下拉路径,降低了其延迟。相比现有的双边沿触发器,AILP-DET只在时钟边沿采样,有效降低了功耗。通过HSPICE仿真,与10种双边沿触发器相比较,AILP-DET仅仅增加了7.58%的延迟开销,无输入毛刺情况下总功耗平均降低了261.28%,有输入毛刺情况下总功耗平均降低了46.97%。详尽的电压温度波动分析表明,该双边沿触发器对电压、温度等波动不敏感。

单粒子四点翻转自恢复加固锁存器设计

为了容忍日益严重的单粒子多点翻转,提出了一种能够容忍单粒子四点翻转的加固锁存器——QNURL(quadruple node upset recovery latch).该锁存器包含40个同构的双输入反相器,形成5×8的阵列结构,构建了多级过滤的容错机制.通过有效地利用双输入反相器的单粒子过滤特性,当任意4个内部状态节点同时发生翻转时,都可以被多级过滤机制消除,自动恢复到正确值. PTM 32 nm工艺下的仿真结果表明,与现有的4种单粒子多点翻转加固锁存器综合比较,该锁存器的单粒子四点翻转自恢复比率高达100%,延迟平均降低了86.02%,功耗延迟积(powerdelayproduct,PDP)平均降低了78.94%,功耗平均增加了59.09%,面积平均增加了4.63%.文章最后对结构进行了衍生,提出了容忍N点翻转的(N (10)1)'2N结构框架.