神光装置辐照腔体系统电磁脉冲的数值模拟

应用三维MC程序和PIC程序,对神光装置辐照下腔体内系统电磁脉冲(SGEMP)模型进行了耦合模拟。在半高宽为2.9 ns、平均能量为10.3 keV的轫致谱X射线点源辐照下,圆柱腔内电场最大值高达2 MV/m,以轴向电场为主;磁场最大值约为0.8×10^(-3)T,以角向磁场为主,电磁场最大值都集中在发射面附近,以脉冲直流场为主,交流辐射场幅度较小,约在kV/m量级。考察了注量对SGEMP效应的影响,注量越高,电场沿轴向变化越快,交流辐射场占比越大。

相干伊辛计算的研究与应用进展

随着人工智能技术的快速发展,与之相关的各种行业都产生了海量的算力需求。低能耗光计算和量子计算成为未来高速、大数据量处理极具前景的方案,相干伊辛计算作为其中的典型计算技术,受到了研究领域和产业界的广泛关注,近年来取得了一系列重要的研究进展。相干伊辛计算利用光学参量振荡脉冲作为量子比特,在运行中可以搜索出伊辛模型基态时的自旋构型,从而能够提升求解组合优化问题的计算速度和正确率。通过纠错改进后的相干伊辛机可以逃离局部极小值的限制,在大规模组合优化问题上的测试结果也超越了部分经典算法,为多种组合优化问题的解决提供了新的发展方向。

加热电流对恒温晶振温度稳定性的影响

通信技术的发展对恒温晶振的小型化需求越来越高。在设计一款小尺寸的恒温晶振时发现,环境温度从-40℃到85℃时,频率曲线一致向上,难以满足±3×10^(-9)频率温度稳定度要求。经分析表明,晶振的加热电流随环境温度而变化,在通过低电导率的接地引线时引起晶振PCB内的地电压波动,进而导致变容管的偏置电压发生变化。采用双地法和补偿法解决了加热电流引起的地电压波动对恒温晶振温度稳定性的影响。

稀薄空气、等离子体环境外系统电磁脉冲的数值模拟

为研究大气环境对系统电磁脉冲(SGEMP)的影响,针对海拔50~100 km的X射线能量沉积区,分别应用3维PIC程序及3维PIC-MCC程序各自开展预电离等离子体和稀薄空气条件下外SGEMP的建模与模拟研究,针对3种不同的X射线注量(4×10^(−3) J/cm^(2)、4×10^(−2) J/cm^(2)、0.4 J/cm^(2)),分别取对应两种不同海拔高度(70 km和80~90 km)的本底等离子体及海拔56 km的稀薄空气条件进行模拟计算,并和真空中的计算结果进行对比,得出预电离等离子体及稀薄空气对外SGEMP的影响规律:当X射线注量较低时,等离子体使得磁场增大,电场减小,而稀薄空气对外SGEMP效应影响不明显;随着X射线注量增大,空间电荷非线性效应越来越明显,等离子体及稀薄空气都使得电场、磁场同时增大,且稀薄空气的增大效应更显著。

一种基于辅助变频技术的低噪声光电振荡器

微波光电振荡器是一种新颖的、有发展前途的高质量微波信号源。光电振荡器高频、多模振荡的工作特性要求环路中必须使用窄带滤波器,其相对带宽限制了环路中的光纤长度,制约了通过增加光纤长度降低相位噪声的方法。文中创新性地提出了一种辅助变频技术,通过降低滤波频率拓展滤波器相对带宽,同时能够对消变频振荡器的相位噪声。应用此技术的光电振荡器理论上突破了光纤长度限制,具有更低的相噪。通过实验对比光电振荡器采用该技术前后的相位噪声特性,结果表明,辅助变频技术使光电振荡器的光纤长度提高了一个数量级,明显降低了相位噪声。

基于电阻元件定性效用分析的电路可稳定振荡性判定方法

相量形式的电路起振条件中,在谐振频率ω1处环路增益的幅角对频率的偏导■符号是电路的一个关键特征.对于内含RLC串联结构或RLC并联结构作为谐振选频环节的电路,一般性地推导出了谐振选频环节中电阻元件的参量(电阻值或电导值)变化或频率变化所引起的环路增益模变化和幅角变化之间的关系.据此得到了判断这一偏导符号的严谨而方便的定性方法,此方法简单到只需分析谐振选频环节中电阻元件的参量(电阻值或电导值)变化对于环路增益的定性影响效用即可.论证了电路中同一位置处选取RLC串联结构或RLC并联结构作为谐振选频环节时,两种情况下得到的这一偏导符号相反.这一偏导的符号对于定性判断采用常规放大器件的电路是否具备依赖于内稳幅的可稳定振荡性起着重要作用.当这一偏导的符号不满足可稳定振荡的要求,则只需要将谐振选频环节的内部连接方式(串联或并联)变更一下就能解决问题.这种定性分析也为新型LC振荡器的设计提供了可能性.

一种无比较器的高精度RC振荡器设计

基于华虹0.18μm CMOS工艺,设计了一种无比较器的低温漂高精度RC振荡器。通过调整电流源的负温度系数电流补偿MOSFET阈值电压的温漂,保证输出频率在大温度范围内的高稳定性。通过提高电流源输出阻抗,提高振荡器的电压稳定性。采用数字修调技术矫正工艺偏差引起的频率误差。该振荡器由启动电路、CTAT电流源电路、电流镜电路、修调电路、竞争冒险消除电路和RC振荡电路六部分构成。因为没有采用比较器结构,所以在该振荡器中,不会出现由于比较器的传输延时与输入失调电压引起的非理想因素。采用Cadence进行电路仿真与验证,后仿真结果表明,该振荡器的典型频率为2 MHz,起振时间为5.1μs。在3~5 V电源电压变化范围内,频率偏差均在±0.55%以内;在-40~125℃温度范围内,输出频率随温度的变化率均在±1.2%以内,可适用于高精度的数模混合信号芯片。

一种低温漂张弛振荡器设计

针对传统张弛振荡器输出频率的稳定性易受温度影响的问题,设计了一种结构简单的低温漂张弛振荡器。将MOS管的阈值电压作为参考比较电压,无需考虑比较器偏移电压的影响,偏置电流电路提供与阈值电压有关的电容充电电流,可以抵消参考比较电压温度系数对振荡器输出频率的影响,最终使其对温度的稳定性只受电阻温漂的影响。设计中电阻采用相反温度系数的串/并联复合的拓扑结构,能有效降低电阻温漂对输出频率温度稳定性的影响。该振荡器采用0.35μm BCD工艺实现,已集成应用于一款温度传感芯片,振荡器单元尺寸为0.25 mm×0.3 mm,电源电压为3.3 V,功耗约为15μW。测试结果表明,当电源电压在3~3.6 V变化时,输出频率变化小于0.34%;当温度从-55℃变化到125℃时,输出频率的温度系数为83.6×10^(-6)/℃。

一种低噪声C类LC压控振荡器的设计

为了改善压控振荡器相位噪声,基于40 nm CMOS工艺,设计一种低噪声C类LC压控振荡器。交叉耦合NMOS对管通过电流镜偏置作为电路的电流源,并采用共模反馈偏置电路使交叉耦合PMOS对管工作在饱和区,保证LC压控振荡器实现C类振荡。通过差分可变电容的设计,压控振荡器的增益减小,压控振荡器的相位噪声得到改善。设计了4组开关电容进行调节,增大压控振荡器的调谐范围。仿真结果表明,处于1.2 V的电压下,压控振荡器振荡频率范围在4.14~5.7 GHz,频率调谐范围变化率达到31.2%,相位噪声为-112.8 dBc/Hz。

发展中的光参量振荡器技术

本文介绍了光参量振荡器的发展历史，详细的论述了各种光参量振荡器最新进展状况，并分析了其可能的发展趋势。

B模自抑制的SC切石英晶体谐振器

使用泛音SC切石英晶体谐振器的恒温晶振需含有电感的带通电路来抑制B模振荡,不利于恒温晶振小型化。该文建立了谐振器的振动模型和等效电参数的计算模型,利用B模、C模在电极内的法向电流密度分布差异对电极进行裁剪,设计了B模抑制电极,调整两种模式的压电耦合效率,成功设计出B模自抑制的19.2 MHz三次泛音SC切晶体谐振器。结果表明,该方法有助于小型化SC切恒温晶体振荡器使用泛音晶体,以实现更高的指标。

一种宽频率调谐范围的前馈型VCO设计

为满足SerDes(SERializer/DESerializer)接收端相位插值型时钟数据恢复电路(CDR)对正交多相时钟的要求,采用22 nm CMOS工艺,设计了一种具有宽频率调谐范围,可产生12相时钟的前馈型环形压控振荡器(VCO)。电路包括频率调节电路和前馈型VCO电路两个部分。频率调节电路采用粗细调结构增大了振荡器调谐范围,实现了频率的精确调节;前馈型VCO通过辅助前馈通路形成5级环形振荡器,提高了振荡频率,产生的12相正交时钟也提高了插值线性度。仿真验证结果表明:所设计的VCO输出频率范围为2.21~11.23 GHz,8 GHz频率下振荡器的相位噪声为-93.1 dBc/Hz@1 MHz,-114.05 dBc/Hz@10MHz,功耗为5.18 mW。

基于电弧模型及相关性算法的电缆早期故障检测研究

电力电缆早期故障具有持续时间短、峰值电压低等特点,现有的技术方案较难被检测,且随着时间推移会演变成永久性故障。为此,文中提出一种基于电弧模型及相似性算法的电缆早期故障检测方法。首先采集电缆送端电压信号,并基于互相关相似性函数进行异常变化识别;其次,对正弦波形进行拟合并计算其R^(2)值,根据该值超过阈值的次数做出故障是否存在的判定。所提方法能够实现电缆早期故障与其他类似非故障事件的有效区分。仿真结果表明,该方法对早期故障检测的准确度达到99%,具有较好的识别准确率和先进性。

用光电振荡器提取帧时钟实现4×10Gb/sOTDM信号165km传输

本文报道了一个以光电振荡器 ( OEO)为帧时钟提取装置的 4× 1 0 Gb/s光时分复用通信实验系统 .复用信号在 1 65km SMF中传输的功率代价是 0 .

基于MgO：APLN的1．57μm／3．84μm连续波内腔多光参量振荡器研究

报道了一种基于MgO:APLN实现1.57μm和3.84μm跨周期参量光连续输出的内腔抽运多光参量振荡器.采用1064 nm谐振腔与多光参量振荡腔折叠型复合结构,综合考虑高功率抽运下谐振腔的热稳定性及多光参量振荡过程的光斑模式匹配,通过对两个子腔谐振结构的数值模拟分析,确定了最佳腔型参数.在此基础上,进一步研究了谐振参量光透过率对振荡阈值、抽运光下转换效率、输出功率稳定性的影响,最终实现了3.13 W的1.57μm和0.85 W的3.84μm参量光输出,对应斜效率为6.8%和1.9%,输出功率稳定性分别达到了1.8%和3%.

紧凑型L波段磁绝缘线振荡器的实验研究

设计加工了一个紧凑型L波段磁绝缘线振荡器(MILO)并进行了实验研究。该MILO具有一个新型收集极和一个新型模式转换器,射频扼流腔减为一个,同时将阴极杆设计成变阻抗结构,该MILO由一台自建的600kV,8Ω,100ns加速器SPARK 01驱动。在二极管电压为515～538kV,二极管电流为58～61kA的条件下,该MILO在实验中获得了1.76～1.78GHz,2.2～2.5GW的TM01模高功率微波辐射,功率转换效率为7.3%～7.9%。在30ns的有效电压脉宽下,实验中测得微波脉冲半高宽为15ns。实验结果与模拟结果符合得较好。

磁绝缘线振荡器的自动优化设计

为克服全电磁粒子模拟(PIC)程序不利于优化设计的弱点,提高高功率微波器件的优化设计水平,将遗传算法与全电磁粒子模拟算法有机融合,研制出二维全电磁粒子模拟并行优化程序。据此对高功率微波源器件——两个波段的磁绝缘线振荡器(MILO):C-MILO和L-MILO进行优化设计。在输入功率不变的条件下,原C-MILO效率为10.8%,经优化后效率为15.4%;原L-MILO效率为12.6%,经优化后效率为17.7%。由此得出,两类MILO模型经优化后在输入功率基本不变的情况下输出功率和效率都有很大程度的提高,且模型几何参数合理,物理图像正确。

渐变型C波段磁绝缘线振荡器

用二维全电磁ＰＩＣ方法对具有渐变尺寸的磁绝缘线振荡器（ＭＩＬＯ）进行了数值模拟。研究这种改进型的ＭＩＬＯ装置在Ｃ波段获得最大功率输出的参数条件，并从物理上阐述了它比传统的同轴ＭＩＬＯ装置功率有所提高的物理机制。

基于共振隧穿二极管的矢量水声传感器设计

提出了一种基于共振隧穿二极管(RTD)的矢量水声传感器,传感器采用共振隧穿二极管作为敏感元件,共振隧穿二极管布置在传感器结构中柱体的四周边缘.两个反方向变化的基于共振隧穿二极管的振荡器的输出信号通过信号处理电路预处理后输入微处理器,计算出声源水平方位角和声压.分析并设计了基于共振隧穿二极管的振荡电路、矢量水声传感器物理结构以及制作工艺,讨论了传感器信号处理方法.

3～4μm光参量振荡器中双轴晶体计算的新方法

提出了一种光参量振荡器 (OPO)中基于调谐范围中心波长处满足相位匹配条件的KTP晶体计算的新方法 ;该方法通过求出的相位匹配点对有效非线性系数进行数值计算 ,找出有效非线性系数的最大值 ,从而求出该点对应的相位角θ和方位角φ,确定出晶体的切割角 .