芯粒互连数据接口中用于噪声消除的弦和信令技术

芯粒(Chiplet)技术可以提升集成芯片良率、降低研发成本并提升效率,因此成为目前的研究热点。不同芯粒之间需要高速数据接口进行互连通信。为提升总带宽密度,芯粒互连多采用单端信号传输数据,因此会受共模噪声、同步开关噪声以及串扰噪声的影响。弦和信令通过对传输数据编解码将单端信号转换为伪差分信号,可以抑制噪声,提高信号传输质量。同时,弦和信令作为一种调制方式,与工艺、架构等无关,工艺移植性良好,因此得到广泛应用。本文对常见的弦和信令进行了回顾,并分析总结了其性能参数,最后对弦和信令的发展进行了展望。

航天发射场接地系统模式分析

针对中国各航天发射场地面设施接地系统工程设计与火箭、航天器等地面测试设备的接地要求多年来一直存在模式不统一的问题,结合各航天发射场接地系统多年运行经验,在火箭、航天器等技术调研及现场测试的基础上,对航天发射场接地系统模式进行了深入的技术研究,统一中国航天发射场地面设施接地系统的模式,从根源上解决了困扰多年的发射场接地系统模式不统一的问题。排除其在火箭、航天器测试发射工作中的故障,可进一步提高中国航天发射场接地系统的技术水平。

A High-performance Small Signal Amplifier

According to questions in the design of high quality small signal amplifier, this paper gave a new-type high performance small signal amplifier. The paper selected the operational amplifier of ICL Company and designed a new-type circuit with simple, low cost and excellent performance,

基于集成运放的低频信号共模和差模成分的分离

传导干扰包含共模干扰和差模干扰,需要采取不同措施来抑制共模干扰和差模干扰.如果一对对地模拟信号中既含有共模成分又含有差模成分,工程上需要将其分离,基于集成运算放大器构建了一个同相加法运算电路和一个减法运算电路,利用这个加法和减法运算电路可对50kHz以下低频输入信号中的共模成分和差模成分进行分离.用电路仿真的方法验证了电路对信号中共模和差模成分分离的有效性,所构建的电路提供了一种分离50kHz以下低频信号中共模成分和差模成分的新方法.

一种双通道肌电信号采集系统的设计

为解决表面肌电原始信号电压较低且附带了高频噪声、50 Hz工频干扰、基线漂移、心电噪声等杂波,从而导致采集电压误差较大的问题,设计了一款高信噪比、高共模抑制能力的便携式肌电信号采集传输电路系统,有效地抑制了共模干扰。该系统主要由前端滤波放大电路、ADC转换电路和STM32单片机等构成。原始信号在前端电路中进行滤波放大,大部分毛刺被去除,经过医用级A/D转换芯片ADS1292,在MCU中使用50 Hz陷波器算法、滑动平均算法进行滤波,最后将数据封装成数据帧通过串口上传至上位机。经过500次连续的实际疲劳测试,数据传输正常无误码,波形的特征点明显,没有出现乱码和毛刺,且电压误差在5%以内,满足精确测量的设计要求。

基于PCA的EEG-fNIRS特征融合

运动想象脑-机接口(MI-BCI)可解码用户运动意图,它无需任何外部刺激就能产生指令,可以为无法自主运动患者提供一种额外交流通道,辅助或改善其生活方式,但目前还没有一个比较好的方法能对MI-BCI进行高效解码。脑电图(EEG)和功能近红外光谱(fNIRS)是目前一种无创的功能神经成像技术。在单个模式上,EEG的空间分辨率较差,而时间分辨率较高,相比之下,fNIRS提供了更好的空间分辨率,所以文中采用双模态的方式对MI信号进行解码。由于EEG和fNIRS是两种不同类型的信号,如何对两种信号进行融合是目前研究的重点和难点,文中首先对特征提取后的两种信号进行归一化处理,然后采用主成分分析(PCA)算法进行信号融合。实验招募了12名被试做抬左右腿的运动想象。结果表明单独使用EEG和fNIRS进行信号解码精度最高为73.8%,使用PCA对EEG-fNIRS的特征进行融合后分类精度实现了81.2%,提高了7.4%。实验结果证明提出的方法可以为未来的多模态在线BCI系统提供新的思路。

基于转移阻抗模型的功率回路和信号回路间串扰建模与试验验证

由于列车和船舶上的空间有限,互连非屏蔽线缆的空间非常小,导致非屏蔽线缆之间存在严重的串扰问题,其中功率回路对信号回路的串扰会严重影响信号的质量和系统的正常运行,因此有必要估计功率回路中共模和差模电磁干扰对信号回路的影响。为此提出了一种可扩展的级联多端口网络模型,可对线缆间共模和差模串扰进行精准建模,准确估计出功率回路对信号回路的影响。最后,搭建了试验台架进行验证,实验结果验证了该方法的有效性。

一种应用于MIPI D-PHY的高速SLVS驱动电路

介绍了一种采用SMIC 14nm FinFET工艺制造的应用于MIPI D-PHY的高速SLVS驱动电路.分析了传统电平提升结构下拉网络延迟较大的问题,通过使用中和电容降低回馈噪声影响,同时交叉耦合结构中加入调整支路以平衡上拉网络与下拉网络,实现了输出节点更快速率的充放电.针对驱动电路转换期间寄生电容造成的信号过冲问题,通过加入耦合电容减弱转换期间流经晶体管的电流,降低输出信号超调量,减少开关管在转换期间造成的共模扰动.传统驱动方案中开关管和尾电流管源漏电压过低导致面积开销过大,通过将开关控制路径与共模反馈调节路径并联以节省晶体管面积.为了补偿信道对信号高频分量的衰减,通过检测信号跳变并生成脉冲信号驱动预加重电路来增加信号高频分量,从而提高眼图质量,实现更高频率的数据传输.测试结果表明,在1.8 V电源电压下,输出共模电平200 mV,电压摆幅200 mV,工作速度高达4 Gbps,总功耗约4.25 mW,能量效率1.0625 mW/Gb/s.在3.6 Gbps和4 Gbps速率下结构优化后输出眼图水平张开度分别提高了0.08 UI、0.07 UI.

一种增益可调的集成运算放大器设计

基于东部高科0.18μm的CMOS工艺设计一种可通过增益控制开关调节输出波形放大倍数的集成电路。设计采用全差分信号输入的方式以提高共模抑制比,以全差分方式输出信号便于后续电路进一步处理。在运算放大器输出端使用无源电阻元件形成负反馈网络,通过数字信号开关控制接入该网络的电阻大小,和运算放大器前级输入电阻一起形成不同的增益放大网络,得到需要的放大倍数。电路经仿真实验验证可应用于触觉驱动传感器芯片,为用户提供更为良好的触觉体验。

一种高电磁兼容性高压开关电源

研制了电磁兼容测试仪的高压开关电源,为克服开关电源易产生较强电磁干扰的缺点,采用吸收变压器抑制高频逆变器产生的电磁辐射,仿真分析证明该措施确实使电磁辐射大为减少。同时采用改进的滤波器抑制共模、差模信号的传播干扰,设计新型的光藕隔离触发电路以提高电路的整体抗干扰能力,使电源的电磁兼容性整体上提高,经运行证明其性能良好,可使用在复杂的电磁环境中。

宽输入共模范围电压比较器的设计

当输入信号的共模值超过或者接近电源电压时，传统的电压比较器就会出现不足，因此有必要设计新的比较器来实现对高共模信号的检测。采用了共栅差分输入级，极大地增加了输入共模信号的范围。基于此输入级设计了两个电压比较器，一个在锂电池充电电路中实现了对电池和电源电压的监控，另一个响应速度快。CSMC0．6μm CMOS工艺的仿真结果表明，前者能简便的实现输入失调和迟滞控制功能，静态电流仅为1．2μA；后者在单电源5V下输入共模范围是1.3-15V，在10mv的过驱动电压下，延时为11ns，静态工作电流为91μA。

电子系统共模噪声若干基本问题探讨

共模电流电磁辐射(共模噪声)已成为许多现代电子产品中的主要辐射源,是产品能否通过辐射发射强制测试认证的决定因素.由于共模噪声十分复杂,所以一些文献上关于共模噪声的基本问题的分析、推断、结论等并不一致,甚至矛盾,不利于共模噪声及其抑制技术的研究与应用.本文从应用的角度出发,探讨了共模噪声的含义、特性、估算、测量等若干基本问题.

高精度电流测量的一种解决方法

在电路设计中电流测量应用十分广泛,测量、保护及控制领域中都有所应用,许多场合对测量的精度要求极高。卫星电源系统中,电源控制器负责电池的管理调节,其应用中常常碰到高共模小信号的测量,分析了常用的测量方法,并提供了一种高精度测量的方法。

新型漏水检测仪的研制

介绍了漏水检测仪的设计原理 ,着重介绍了硬件电路设计及程序框图。讲述了该仪器在提高精度和可靠性以及增强抗干扰能力上所采取的措施。

基于Multisim的差分放大电路仿真分析

简要介绍Multisim8软件的特点,并对差分放大电路进行仿真分析,研究其如何实现对差模信号放大和对共模信号抑制。仿真结果与理论分析计算一致,在课堂上使模拟电子技术教学更形象、灵活、更贴近工程实际,达到帮助学生理解原理,更好地掌握所学的知识的目的。对提高学生动手能力、分析问题和解决问题的能力具有重要的意义。

微小电压测量放大电路的抗共模噪声设计方法

测量仪器性能的好坏在很大程度上取决于其前端放大电路的性能,常选择具有较强噪声抑制能力和较大输入阻抗的运算放大电路和仪用放大电路。在微小电压的精密测量时,仪用放大电路的对称性很难完全保证,在强噪声的环境中,在仪用放大电路中加入共模电压的负反馈电路可抵消共模噪声或其中的一部分;在长距离信号传输时,在电路输入端加入跟随器电路可很好地克服由于测量电缆较长造成的输入电路不平衡而引入的测量误差。实验测试结果表明:改进型的仪用放大电路噪声抑制效果良好。

基于驱动脉冲自校准的全桥电路共模抑制技术

基于全桥变换器共模噪声电流产生机理的分析,指出双极性PWM调制下两桥臂具有共模噪声互补效应,但实际装置中由于驱动脉冲传输延时的不一致使这一优势不能完全体现出来。据此提出一种基于驱动脉冲沿自动校准的全桥电路共模抑制技术。该方法利用DSP实时检测共模噪声并计算其能量,然后采用智能搜索算法对居于对角线位置的功率开关的驱动脉冲沿进行自动校准,以降低共模噪声水平。实验证实该方法能在500kHz到5MHz频段有效降低共模噪声电流,降低幅度可达10dB。该方法主要依赖软件实现,硬件开销很小。由于共模噪声能量的计算相对其FFT简单得多,且控制过程对实时性要求不高,因而控制软件可以与变换器控制系统合用同一片DSP,具有较高的性价比。

PCB上走线共模电感的研究

本文通过建立基本的多层板微带线模型,针对当走线偏离地平面中心或跨越带割槽地面时,地平面上的寄生电感(共模电感)会使辐射恶化的情况,给出了单根走线及差分对共模电感的定量表达式,对它们的行为作了比较和讨论,这对于实际应用中判断走线是否满足信号完整性及辐射要求具有重要的指导意义.

差分放大电路原理分析

差分放大电路是“模拟电子技术”教学中的难点。本文系统地分析总结了对称差分放大电路的基本原理,定义了差分放大电路的基础概念,提出了本征放大电路及本征参数等相关概念,分析了三种差分放大电路实例,可以有效帮助学生理解掌握相关理论知识,解决学生构建差分放大电路知识体系的困难。

光纤陀螺在稳定平台伺服系统中的应用

光纤陀螺以响应快、精度高、稳定性好等优点,作为反馈器件广泛应用于各种高精度稳定平台伺服系统中。由于光纤陀螺对供电电源要求很高,设计了基于共模扼流圈的滤波器,消除由伺服系统控制器开关器件高频工作带来的高幅谐波。针对陀螺输出信号范围大的特点,对其进行适当的限幅处理以提高精度;针对远距离传输的要求,对信号采取电流传输的方法,以提高抗干扰能力。