基于逆变器交流侧的四开关功率解耦技术研究

针对两级式单相逆变器常用大容量电解电容来缓冲其固有的二倍频脉动功率,大大降低其耐用性和可靠性这一问题,本文在保证变换器稳定运行的前提下提出了一种四开关功率解耦电路,对降低逆变器电容总容值具有实际工程意义。分析讨论解耦电路的工作原理,通过对4种不同的工作模式进行分析,从而确定解耦主电路各个开关管开关时序。在此基础上,设计了相应的脉冲能量调制策略以实现瞬时能量的精准补偿,提升了四开关功率解耦电路的解耦性能,改善了两级式逆变器交直流侧波形质量。该方案逆变电路与功率解耦电路相互独立,有利于传统设备的改造。最后,搭建了仿真模型和实验样机,仿真和实验结果验证了增加交流侧四开关功率解耦电路后,变换器只需几十μF的薄膜电容就能对二倍频脉动功率进行有效解耦。

一种宽带无源双平衡倍频器MMIC的设计

基于GaAs肖特基二极管工艺,设计了一款输入频率覆盖11~21 GHz的宽带双平衡二倍频单片微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC)芯片。通过仿真优化,设计出幅度和相位平衡性良好的超宽带宽巴伦,同时利用相位相消技术,有效抑制奇次谐波,在输出端得到所需的二次谐波信号,提高输出信号的频谱纯度。该倍频器集成了放大器,在整个工作频段内,当输入功率为0 dBm时,二次谐波输出功率均大于3 dBm,基波抑制度优于37 dB,三次谐波抑制度优于26 dB,尺寸仅为2.1 mm×0.8 mm,可以广泛用于微波收发系统的小型化设计。

一种新型的同塔双回输电线路工频阻抗参数测量方法

基于输电线路三相不平衡及感应电压干扰在短时间不变的前提,提出了一种新型的同塔双回输电线路工频阻抗参数测量方法。该方法采用单相电源多变换接入的方式对不对称线路进行分相解耦测量,通过建立数学模型、数据拟合和矩阵变换,从而获得单回或两回线路的序阻抗及各序之间的耦合阻抗。该方法克服了高感应电压及三相不平衡对线路参数测试的影响,具有简单、精确、稳定等特点,测试结果表明了本文方法的有效性。

特高压交流线路工频过电压研究

特高压线路由于输电距离长、输送容量大、充电功率大,其工频过电压比超高压系统更为严重,但具体计算条件有些仍不够明确。在计算分析单、双回特高压线路工频过电压的基础上,从不同角度对各种工频过电压进行了对比研究,确定了单、双回特高压线路过电压研究中应重点考虑的工频过电压种类,并从原理上给出了解释。研究表明,单回线路应重点考虑单相接地甩负荷过电压,同塔双回线路应重点考虑单回运行方式下单相接地甩负荷过电压和双回无故障甩负荷过电压。

射频锁相环型频率合成器的CMOS实现

本论文实现了一个射频锁相环型频率合成器 ,它集成了压控振荡器、双模预分频器、鉴频鉴相器、电荷泵、各种数字计数器、数字寄存器和控制电路以及与基带电路的串行接口 .它的鉴频鉴相频率、输出频率和电荷泵的电流大小都可以通过串行接口进行控制 ,还实现了内部压控振荡器和外部压控振荡器选择、功耗控制等功能 ,这些都使得该频率合成器具有极大的适应性 ,可以应用于多种通信系统中 .该锁相环型频率合成器已经采用 0 2 5 μmCMOS工艺实现 ,测试结果表明 ,该频率合成器使用内部压控振荡器时的锁定范围为 1 82GHz～ 1 96GHz,在偏离中心频率2 5MHz处的相位噪声可以达到 - 119 2 5dBc/Hz .该频率合成器的模拟部分采用 2 7V的电源电压 ,消耗的电流约为4 8mA .

光电编码器测速算法的IP核设计

在高精度伺服控制系统中,光电编码器测量位置和速度信息的精度直接影响系统的跟踪精度。基于增量式光电编码器测量的基本原理,比较了各种测量转速的方法,设计实现了具有鉴相、倍频、计数功能的IP核,该IP核同时可以设定计数上下限,方便在位置检测中使用。适用于使用增量式光电编码器测量的场合,具有一定的通用性。

电网电压不平衡时基于二阶广义积分器SOGI的2倍频电网同步锁相方法

为了实现逆变器在电网电压不平衡时的控制并网,提高锁相环节的速度和精度,本文基于二阶广义积分器(second order generalized integrator,SOGI),提出一种新型的2倍频锁相方法,该方法对不平衡电网电压产生的2倍频交流量进行锁相,从而快速准确地实现与电网同步。介绍了2倍频正负序交流量提取方法,2倍频锁相工作原理及电网同步锁相过程。优化了SOGI正交发生器(SOGI-quadrature signal generator,SOGI-QSG),消除了输入电压直流偏置对其输出产生的影响。在电网电压不平衡条件下对所提方法进行了仿真与实验,验证了该锁相方法的有效性。与传统基波锁相方法相比,所提方法提高了对电网电压正序分量检测的快速性和准确性。

毫米波频率综合器研究进展

频率综合器的性能对通信系统有极大的影响,本文简要介绍了频率综合器的基本原理,系统全面地综述了毫米波频率综合器的国内外研究进展,着重报道了单片微波集成电路(MMIC)工艺实现的60GHz锁相频率综合器理论和实验研究最新成果,分析了各种电路实现的优点和不足之处,预测了毫米波频综的发展趋势及相关技术要求,提出了一些有益建议。

一种简约整流电路的设计

为了降低整流电路的复杂程度,使其移相操作更简单方便,该设计运用锁相环的倍频原理和通用集成电路,只采用一套移相电路,把取自工频电源的同步移相信号输入到锁相环和6分频器构成的6倍频发生器。然后从6分频器中取出6组触发信号,并分别触发6个可控硅,从而构成三相桥式全控整流电路。实验证明该三相桥式全控整流电路与传统的6脉波整流触发电路相比,结构简单、成本低、调试简单。

基于比例复数积分控制器的模块化多电平换流器环流抑制策略

根据模块化多电平换流器相间环流二倍频负序性质,提出了一种基于比例复数积分控制器的模块化多电平换流器环流抑制策略,通过将比例复数积分控制器的谐振频率设置为二倍频负序电网电压频率实现相间环流抑制。该策略中比例复数积分控制器不存在系统参数,无需旋转坐标变换以及电流前馈解耦控制,避免了因系统参数变化而导致控制效果不佳的问题。Matlab/Simulink仿真实验验证了该环流抑制策略的正确性和有效性。

一种高压摆率低电压CMOS AB类放大器的设计

为了增加单位增益频率与压摆率,并能够工作在低电源电压下,同时降低偏置电流,提出了一种改进的基于0.18μm CMOS工艺的AB类放大器,其采用多级放大器结构,第一级为具有电流镜负载的NMOS差分对,第二反相级由共源放大器实现,第三极为AB类放大器,其能够在±500 m V电源下工作.电路仿真结果显示该放大器相位裕度为87°;总补偿电容为5 p F,与传统放大器相比减少了50%;单位增益频率为21.17 MHz,比传统放大器增大约10倍;压摆率为7.5和8.57 V/μs,与传统电路相比,分别增加了2.8倍和2.6倍.此外,与其他文献相比,该放大器具有较大的单位增益带宽和压摆率以及较小的功耗.

一种锁相环调频信号解调集成电路的设计

介绍了一种调频信号解调实用集成电路芯片ＵＥ７０１的设计与开发。此芯片为正向设计的模拟集成电路，采用锁相环对调频信号实现解调，因而信噪比高，且易于集成。在国内现有工艺条件下，做出了满足低电压、低功耗和抗干扰能力强的产品。该产品可广泛用作各种电子系统的调频信号处理部件。

一种恒温晶振专用集成电路芯片设计

介绍了一种基于BiCMOS工艺的恒温晶振专用集成电路芯片。该芯片集成了分立式恒温晶振的大部分有源和无源器件,包括稳压、振荡、控温和输出缓冲等单元电路。稳压、振荡等对相位噪声影响较大的电路其关键部分采用双极工艺器件设计;控温、输出缓冲等电路采用CMOS工艺器件设计;二者结合降低相位噪声的同时减少了芯片版图面积。稳压电路引入了动态补偿网络,以增强电路稳定性;振荡电路采用科尔匹兹并联振荡电路,该电路所需器件少且工作稳定,利于集成。实测结果表明,用该芯片结合10 MHz SC切晶体谐振器研制的恒温晶振样品相位噪声达到-103 dBc/Hz@1 Hz,-128 dBc/Hz@10 Hz,-142 dBc/Hz@100 Hz,-151 dBc/Hz@1 kHz;频率-温度稳定性在-55～+70℃范围内优于±2×10-8。

一种新颖的低功耗低相位噪声VCO设计

作为收发器的重要模块,与其他收发器模块相比,压控振荡器(VCO)消耗了大量能源。由于许多射频应用系统采用电池作为能源,如WiFi、蓝牙及物联网等系统,因此,在保持合理的系统性能的前提下,需尽量降低功耗。该文研究了标准VCO结构的性能,并提出了一种新的CMOS VCO电路结构。与传统的CMOS VCO相比,该文提出的CMOS VCO只需较少的外部偏置电流便可产生更高的跨导,因而可以消耗更低的功耗。在1.8 V电压供电下,该文提出的VCO仅消耗了2.9 mW,取得了-124.3 dBc/Hz@1 MHz的相位噪声。

一款低附加相位噪声X波段四倍频MMIC的设计

基于GaAs异质结双极性晶体管（HBT）工艺设计了一款输出频率为8~10 GHz的X波段四倍频器单片微波集成电路（MMIC）。采用两级对管平衡倍频器级联结构,并在输出端设计了驱动放大器,实现了高变频增益和良好谐波抑制。基于GaAs HBT工艺优良的闪烁噪声（1/f）特性,优化了对管平衡电路拓扑和工作点的选取,达到低附加相位噪声的设计目标。对MMIC进行了在片微波探针测试,测试结果表明,当输入功率为-10 dBm时,在8~10 GHz输出频率内变频增益大于13 dB,二次谐波抑制大于18 dBc,其余各次抑制优于27 dBc。电路采用单电源5 V供电,工作电流为55 mA,芯片面积仅为1.3 mm×1.1 mm。介绍了附加相位噪声及其对频率源系统的影响,并分析了正交鉴相法测量相位噪声的原理,所设计的MMIC在输出频率为9 GHz、频偏100 kHz时附加相位噪声达到-143 dBc/Hz。

基于双二阶广义积分器锁频环的基波正序分量检测方法

针对电网电压三相不平衡问题,设计了双二阶广义积分器锁频环(DSOGI-FLL),利用DSOGI-FLL的角频率反馈代替双二阶广义积分器锁相环(DSOGI-PLL)的频率反馈,实现了对输入电压频率的自适应控制.在Matlab/Simulink平台对电压不对称跌落、谐波污染、相位突变、频率突变4种情况进行仿真,并与DSOGI-PLL进行性能对比,结果表明,DSOGI-FLL比DSOGI-PLL有更好的频率与相位追踪特性,尤其在相位突变和频率突变时效果更为明显.

超高速光通信的新技术及应用

介绍了40 Gbit/s、100 Gbit/s及以上速率超高速光通信中将会用到的新技术,包括相位调制、正交幅度调制、多电平调制等新型调制技术,偏振复用和正交频分复用等新型复用技术,相干接收技术,光子集成技术。最后介绍了这些新技术在400 Gbit/s、1 Tbit/s等超高速光通信上的应用以及超高速光通信方面的研究进展,实现了1 Tbit/s速率下CO-OFDM 1 040 km的普通单模光纤的无误码传输。

光栅读数系统设计

本文简述了光栅读数系统的基本原理,改进了传统的莫尔条纹细分方法,设计了光栅读数系统的硬件电路,并编制了系统软件。

一种基于双积分原理的精密相位测量电路

介绍一种基于双积分原理的精密相位测量电路。该电路可测量两个同频率正弦波之间的相位差,并能显示超前或滞后。文中给出了电路原理图,并详述其工作原理及特点。

基于双二阶广义积分锁相的风电并网系统仿真

采用双二阶广义积分实现风力发电并网逆变系统的锁相,检测出不对称电网电压中的正序和负序分量。因为电网频率比电网相角更加稳定,应用基于双二阶广义积分的锁频环。利用Matlab/Simulink软件对基于双广义二阶积分锁相环和锁频环的风力发电并网系统进行仿真,仿真结果证明锁频环比锁相环具有更加平滑的响应,验证了控制系统的可行性和有效性,保证风力发电系统的顺利并网。