载人月球探测飞行器综合电子系统技术发展研究

针对载人月球探测飞行器数据种类多、数据量大、数据分布远的特点和高可靠性数据通信要求,通过调研国内外航天器综合电子系统发展趋势和系统分析载人月球探测任务的研制需求和技术特点,秉承网络一体化、计算通用化、执行集成化、软件APP化的设计理念,提出了全新的“统一管理-区域执行”两层分级控制综合电子系统架构,对高性能计算、时间触发网络、高集成采集驱动、分时分区操作系统等关键技术的研究目标和实施途径进行了详细阐述,应用于载人月球探测飞行器综合电子系统设计后,将有效提升自主健康管理和任务规划能力、功能密度、设计可靠性及有人参与的闭环控制能力。

基于分段线性模型针对传输线脉冲瞬态干扰信号的芯片协同防护设计方法

随着电子设备向小型化、高密度和高速的趋势发展,集成电路作为电子设备的基本核心单元也朝着这一方向发展,由此带来了越来越严重的电磁兼容问题。其中静电放电问题越来越引起设计者、制作者和使用者的重视。该文利用传输线脉冲(TLP)方法对芯片进行测试,获取了器件在应对静电放电干扰时的伏安特性数据。基于TLP测试数据应用分段线性建模方法构建了芯片应对静电放电干扰的模型。该文还根据二极管的等效电路及其数据手册的伏安特性数据构建了瞬态电压抑制(TVS)二极管模型,并通过TLP测试进行验证。同时,结合上述两个模型,开展了芯片静电放电干扰的协同防护设计方法研究,并应用实例验证了芯片的协同防护设计方法的可行性。该方法实现了用仿真模拟的方式进行芯片的协同防护设计,能够节约设计成本和时间。

宽频带高平坦度传导电磁敏感性注入探头研究

集成电路和电子设备的小体积、高密度和高时钟频率的发展趋势,导致严重的电磁兼容问题,特别是电磁敏感性问题。集成电路和电子设备的电磁敏感性水平对其优化设计至关重要,而宽带脉冲注入探头广泛用于集成电路和电子设备的传导电磁敏感性测试。根据集成电路和电子设备的传导电磁敏感性测试需求,通过分析宽带脉冲注入探头的工作原理、影响工作带宽及平坦度的因素,进行宽频带高平坦度的宽带脉冲注入探头的方案设计,通过多线并绕、磁芯与外壳匹配设计、高频段阻抗匹配等方法,研制出宽频带高平坦度的宽带脉冲注入探头。测试结果和实际应用结果表明:所研制的宽带脉冲注入探头实现了工作频率覆盖9 kHz~1 GHz、平坦度小于5 dB的性能指标,可以满足开展传导电磁敏感性测试的需求。

高性能近场测试电场探头和磁场探头研究进展

回顾了近场电场探头和磁场探头的发展脉络,介绍了国内外研究团队在近场探头研究方面的进展,并重点介绍了本团队在超宽带电场探头、磁场探头,高灵敏度谐振探头,有源电场探头、磁场探头等方面的研究成果。提出了电磁场探头的组合式一体化设计思想,并通过案例验证了其有效性,供从事近场测试的科研人员参考。

构建电子信息类博士生创新实践基地的探索

博士研究生教育是精英教育,博士生创新能力的培养是"人才强国"战略的需要。在分析目前北京航空航天大学电子信息类博士研究生培养现状的基础上,依据电子信息科学技术的发展趋势,提出了通过构建以电子信息类研究生信息技术公共实验中心为基础的博士研究生创新实践基地来提升博士研究生创新能力的方法。并按照建设经费情况,给出了构建的博士创新实践基地的具体内容。

三维TSV集成电路电磁敏感性分析方法

研究了三维集成电路(3D ICs)中硅通孔(TSV)的建模方法及三维集成电路电源分配网络(PDN)的建模方法,并结合印制电路板(PCB)的电源分布网络和芯片PDN模型,提出了一种对板级三维集成电路进行电源网络上电磁敏感性(EMS)的建模和协同分析方法。首先给出了地-信号(GS)结构和地-信号1-信号2-地(GSSG)结构TSV的电路模型,电路模型与数值仿真结果做了对比,验证了TSV电路建模方法的准确性。接着对PCB板级三维集成电路中PCB的电源分布网络,PCB过孔,集成电路封装参数进行建模。最后创建了一个PCB-三维集成电路电磁敏感性级联分析模型,使用该模型来研究三维集成电路对电源干扰的敏感特性,并由此指导三维集成电路的敏感性分析。

短波射线追踪技术中的电离层混合建模方法

在国际参考电离层模型和多层准抛物模型的基础上,提出了一种混合应用两种模型进行电离层建模的新方法.利用射线追踪技术,分别对混合模型和传统国际参考电离层模型下短波射线在电离层中的轨迹进行了仿真,得到了电波群路径.通过与实测电波群路径的对比,结果表明:对中国中纬度地区在电离层混合模型下的射线追踪精度优于传统国际参考电离层模型下的射线追踪精度,同时混合建模方法降低了多层准抛物模型对输入条件的要求,扩展了多层准抛物模型在射线追踪技术中的应用范围.

声表面波辅助亚铁磁CoTb薄膜中磁畴壁移动

利用电压产生的动态应力———声表面波调控材料磁性,具有高效率、低功耗和长传输距离等优点,近年来成为自旋电子学领域研究的热点。亚铁磁材料因其较快的磁畴壁移动速率而深受关注,因此,探究声表面波辅助作用下亚铁磁体系中磁畴壁的移动,对磁存储、磁逻辑等自旋电子器件的研究具有重要意义。以具有垂直磁各向异性的亚铁磁CoTb薄膜作为研究材料体系,制备出声表面波与亚铁磁材料的耦合器件,研究了声表面波对CoTb薄膜矫顽场以及磁畴壁移动的调控效应。实验表明,在声表面波的辅助作用下CoTb薄膜的矫顽场减小了10%。经分析确认,磁畴成核场及磁畴壁传播场的减弱是矫顽场减小的主要原因。此外,利用磁光克尔显微镜观测磁畴壁移动,发现在声表面波的辅助下磁畴壁移动速率提高了约76%,达到3683μm/s。在亚铁磁材料体系中成功实现声表面波辅助磁畴壁的快速移动,为未来低功耗自旋电子器件发展开辟了新的路径。

芯片传导瞬态电磁干扰下的防护特性研究

瞬态电压抑制器(TVS)二极管作为常用的抑制瞬态电磁干扰的防护器件,在芯片的防护中有关键作用。文章采用传输线脉冲(TLP)测试方法,对有一定代表性的六款TVS二极管在10~1000 ns五组脉冲宽度、0.5~1800 V的TLP干扰信号作用下的瞬态响应进行了多角度分析。重点研究了工程中常用的三款不同型号的数字芯片和模拟芯片在TVS二级管防护后,受到不同脉宽TLP应力作用下的防护特性。测试结果表明:芯片并联TVS二极管后,多数情况下即使TLP电压达到1800 V,TVS二极管对芯片仍有较好的防护。这种基于不同脉宽特性的研究思路,为不同应用场景的器件防护奠定了基础,实测数据为精确建立TVS仿真模型提供了可能。

开关电源中RCD钳位电路研究

在高频开关电源中,由于反激变换器漏感的存在,反激变换器在开关管关断瞬间会产生很大的尖峰电压,为确保开关管不被损害,须引入钳位电路吸收漏感能量。在无源钳位电路中,RCD钳位电路因结构简单、体积小、成本低而倍受青睐。本文通过使用罗德与施瓦茨(R&S)RTE1104高频示波器和罗德与施瓦茨(R&S)ESRP型电磁干扰接收机测试开关电源中RCD钳位电路关键波形及开关电源传导干扰,并与仿真结果进行对比,验证了RCD钳位电路对开关管波形以及开关电源传导干扰的影响。