Magnetic Field Feedback Circuit for Geomagnetic Field Compensation Control

In the current state of geomagnetic instrument testing,some aspects of geomagnetic instrument performance are difficult to test in the laboratory.If laboratory test results are inadequate,the instrument will have multiple problems while operating in the field,where a geomagnetic instrumentation test platform with a stable natural magnetic field is critical.Here,the magnetic field feedback circuit for geomagnetic field compensation control is studied in detail.That is,the magnetic field measured by the feedback magnetic sensor and the required working magnetic field are compared as input to the system,and the electric signal is transmitted to the feedback coil through an analog circuit to form a closed loop control,which provides compensation to control the magnetic field.Compared with the existing magnetic shielding method,the analog control circuit can achieve the realization of any working magnetic field,and it is not limited to a null magnetic field.The experimental result shows that the system compensates the earth’s magnetic field of 10,000 nT with an average error of 10.6 nT and average compensation error of 0.106%,providing a high compensation accuracy.The system also shows high sensitivity and excellent stability.The feedback circuit has achieved effective compensation control for the earth’s magnetic field.

Nonlinear feedback control of a novel hyperchaotic system and its circuit implementation

This paper reports a new hyperchaotic system by adding an additional state variable into a three-dimensional chaotic dynamical system. Some of its basic dynamical properties, such as the hyperchaotic attractor, Lyapunov expo- nents, bifurcation diagram and the hyperchaotic attractor evolving into periodic, quasi-periodic dynamical behaviours by varying parameter k are studied. An effective nonlinear feedback control method is used to suppress hyperchaos to unstable equilibrium. Furthermore, a circuit is designed to realize this new hyperchaotic system by electronic workbench （EWB）. Numerical simulations are presented to show these results.

固态断路器多IGBT串联混合均压电路设计

固态断路器需多IGBT串联切断短路故障电流,针对多IGBT存在电压分配不均、局部电压过高、损耗大等问题,提出一种混合式均压控制电路拓扑结构。分析固态断路器多IGBT均压影响因素,研究均压拓扑性能。优化缓冲电路结构,改进充放电型缓冲电路,减小损耗;引入双阈值钳位控制电路,改善IGBT过电压;提出被动均压与辅助反馈主动均压结合的混合均压控制策略,加快响应速度,实现均压动态自适应调节。制作样机,进行固态断路器设计拓扑和控制的仿真及实验验证,结果表明:混合式均压控制电路可减小IGBT电路超调量,具备更强的抑制过电压能力,提升响应速度。

三阶三次幂非线性混沌电路的自适应反馈控制和H_(∞)控制

针对三阶三次幂非线性混沌电路,研究其控制问题.首先,给出系统的Lyapunov指数和混沌吸引子,验证系统存在复杂的混沌现象;其次,用自适应反馈控制方法和H_(∞)状态反馈控制方法,设计参数已知和参数未知的自适应反馈控制器以及H_(∞)状态反馈控制器,将混沌系统状态稳定到平衡点上;最后,通过MATLAB软件进行数值仿真验证控制器的有效性,并对两种控制器的控制效果进行比较.

一种用于光隔离IGBT栅极驱动的智能型LED驱动电路

采用双极型工艺设计了一种智能型高速LED驱动电路,可用于光隔离IGBT栅极驱动芯片的输入驱动。该设计采用一种新型逻辑门结构来实现信号传输、故障反馈以及外部置位等功能,同时达到降低信号传输延迟时间的目的。测试结果表明,在常温条件下,LED驱动电路的输入信号传输延迟时间为70 ns,复位信号有效到故障消除的延迟时间为4.59μs。所设计的驱动电路能够满足光耦隔离IGBT栅极驱动芯片的使用要求。

无线激光传输系统收发电路的设计与实现

针对航天发动机、涡轮机等旋转部件的温度测量系统中的信号传输问题,以850 nm波长的红外光为载体,设计了基于FPGA的无线激光通信的数据传输系统。该系统由转子端的光发射模块、定子端的光接收模块、地面可视化设备3部分组成。此外,在前置放大电路中引入一个反馈电容,系统的开环增益曲线会增加一个极点做补偿以提升系统的稳定,并进行了仿真验证。在此基础之上,搭建实验系统对电路性能进行测试。通过仿真及实验验证,结果表明:设计的方案可以实现传输速率为40 Mbit/s的稳定传输,为旋转环境的动态监测技术中的无线数据传输提供了一种可行性方案。

基于DAC阵列的光交叉芯片控制驱动系统

为标定光交叉芯片驱动电压,控制光交叉芯片实现光路由功能,提出并搭建了基于多通道DAC(Digital to Analog Converter)阵列的控制驱动电路系统。系统主要由控制系统模块、多路驱动电路模块及上位机控制模块构成。控制电路和驱动电路具有调校简单、可双极性输出、输出路数多、加电精确度较高的特点,解决了当前驱动电路工作繁琐、加电极性单一、加电路数少、精度差的问题。上位机控制模块除了可控制驱动电路施加控制电压外,还可接收来自数据采集装置采集到的光功率信号作为控制驱动系统的反馈信号。通过分析控制电压与光功率之间的关系,可得到最佳的光交叉芯片控制驱动电压。系统测试实验结果表明,该系统能提供高精确度的双极性驱动电压,有效地对光交叉芯片进行驱动。可在较短的时间内标定出光开关的控制电压,完全可以满足有源光交叉芯片控制中对驱动电压的需求。该系统在光交叉芯片控制方面具有一定的应用价值。

含反馈电路的n阶电阻网络的新理论

研究了一类含有外接电阻的n阶电阻网络模型,给出了一个任意2节点间的等效电阻解析式,解决了一个电阻网络难题.文章研究所采用的方法主要是利用支路电流建立差分方程模型以及边界条件约束方程模型,然后求解差分方程组,由此导出等效电阻解析式.文章最后讨论了一些特殊情形的问题,并且将特殊情形的结论与其他相关结果进行了比较与验证.本文的研究工作对物理教育工作者开展实践创新研究具有比较好的示范作用.

高压输入双节线性充电管理芯片的设计与实现

阐述设计的一款高输入电压、双节串联、线性充电管理芯片。通过外接电流检测电阻可实现高精度的充电电流。其内部有热反馈电路,可以对充电过程中的芯片温度加以控制。结果测试显示,芯片过压、过流、短路保护功能齐全。

基于0.15μm GaAs pHEMT工艺的低噪声放大器设计

阐述一款源极负反馈结构的低噪声放大器设计,它基于0.15μm GaAs pHEMT工艺,采用微带线进行反馈和双边匹配,极大程度改善电路的噪声、增益和稳定性。放大器采用单电阻偏置方式,实现2V单电源供电,静态电流为78.9mA。它的中心频率为2.4GHz,在2.1~2.7GHz频段内最大增益大于16dB,增益平坦度在±0.6dB内,实际噪声系数小于1.5dB,系统在全频带内非常稳定,可适用于无线系统接收端前端设计。

Synchronization of the fractional-order generalized augmented L u¨system and its circuit implementation

In this paper, the synchronization of the fractional-order generalized augmented Lti system is investigated. Based on the predictor--corrector method, we obtain phase portraits, bifurcation diagrams, Lyapunov exponent spectra, and Poincar6 maps of the fractional-order system and find that a four-wing chaotic attractor exists in the system when the system pa- rameters change within certain ranges. Further, by varying the system parameters, rich dynamical behaviors occur in the 2.7-order system. According to the stability theory of a fractional-order linear system, and adopting the linearization by feedback method, we have designed a nonlinear feedback controller in our theoretical analysis to implement the synchro- nization of the drive system with the response system. In addition, the synchronization is also shown by an electronic circuit implementation for the 2.7-order system. The obtained experiment results accord with the theoretical analyses, which further demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed synchronization scheme.

Instantaneous Current Feedback Control Strategy on Buck Mode Inverter

Buck型逆变器的电感电流瞬时值反馈控制和电容电流瞬时值反馈控制存在本质区别。以差动正激直流斩波器型高频环节逆变器为例，采用理论推导方法，研究这两种电流控制逆变器的稳定性、输出外特性、短路能力、输出功率特性、带非线性负载能力及动态响应特性。研究结果表明，电感电流瞬时值反馈控制逆变器具有电感电流和输出功率受限、较强的过载和短路能力、较软的输出外特性、较弱的带非线性负载能力、较差的动态响应等特点；而电容电流瞬时值反馈控制逆变器具有电感电流和输出功率不受限、较弱的过载能力、无短路能力、硬的输出外特性、较强的带非线性负载能力、较好的动态响应等特点。研究成果为Buck型逆变器电流型控制策略的选择及其设计提供重要的理论依据。

Exponential Synchronization of Master-Slave Lur'e Systems via Intermittent Time-Delay Feedback Control

This paper concerns with the master-slave exponential synchronization analysis for a class of general Lur'esystems with time delay.Different from the previous methods based on the differential inequality technique, a newapproach is proposed to derive some new exponential synchronization criteria.The restriction that the control widthhas to be larger than the time delay is removed.This leads to a larger application scope for our method.Moreover, notranscendental equation is involved in the obtained result, which reduces the computational burden.Two examples aregiven to validate the theoretical results.

基于三相整流桥的直流电源输出自动控制方法

受电源内阻以及负载变化的影响,直流电源输出会出现不同程度的波动.为此,文章提出基于三相整流桥的直流电源输出自动控制方法,在构建包含电源部分、二极管桥、负载部分以及滤波部分的三相桥式整流电路拓扑结构基础上,通过对三相桥式整流电路拓扑结构中的电容值和电感值进行针对性设置,利用反馈控制策略,结合直流电源的实际运行工况,实现对其输出的自适应控制.在测试结果中,设计控制方法下的输出电压与输入电压参数的拟合度最高,对应的控制效果最好.

Two Simple Analog Multiplier Based Linear VCOs Using a Single Current Feedback Op-Amp

Two simple voltage-controlled-oscillators (VCO) with linear tuning laws employing only a single current feedback operational amplifier (CFOA) in conjunction with two analog multipliers (AM) have been highlighted. The workability of the presented VCOs has been demonstrated by experimental results based upon AD844 type CFOAs and AD534 type AMs.

X波段平衡式限幅低噪声放大器MMIC

为满足接收机的小型化需求,基于GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺设计了一款用于8~12 GHz的平衡式限幅低噪声放大器(LNA)单片微波集成电路(MMIC)。将Lange电桥、限幅器、LNA集成在同一衬底上,Lange电桥采用异形设计,芯片比传统尺寸降低30%以上;限幅器级间采用电感匹配结构,提升MMIC的工作带宽;LNA采用并联负反馈、源极电感负反馈以及电流复用拓扑结构,实现超低功耗和良好的稳定性。芯片采用整体最优化设计,在片测试结果表明,在工作频带内,限幅LNA MMIC芯片的增益为(25±0.2)dB(去除1 dB斜率),噪声系数小于1.6 dB,总功耗小于100 mW,耐功率大于46 dBm,该芯片尺寸为2.8 mm×2.4 mm,充分体现了集成工艺的性能和尺寸优势。

基于三维线性反馈移位寄存器的三维堆叠集成电路可重构测试方案

三维堆叠集成电路(3D SIC)结构复杂,相较于二维集成电路(2D IC),设计有效的测试结构以降低测试成本更加困难。为降低3D SIC的测试成本,提出一种基于线性反馈移位寄存器(LFSR)的能够有效适应3D SIC不同测试阶段的三维LFSR(3D-LFSR)测试结构。3D-LFSR结构能够在堆叠前独立进行测试;在堆叠后,复用堆叠前的测试结构,并重构为一个适合当前待测电路的测试结构,且重构后的测试结构能进一步降低测试成本。基于3D-LFSR结构,设计了测试数据处理方法和测试流程,并采用混合测试模式以降低测试时间。实验结果表明,相较于双LFSR结构,3D-LFSR结构的平均功耗降低了40.19%,平均面积开销降低了21.31%,测试数据压缩率提升了5.22个百分点;相较于串行测试模式,采用混合测试模式的平均测试时间减少了20.49%。

用于小型断路器特性试验的能馈型电子负载设计

为满足“双碳”目标下小型断路器特性试验需要,针对传统重复控制方法动态性能较差的问题,提出一种用于小型断路器测试的能馈型电子负载双模比例(proportional integral,PI)控制策略。该策略采用奇、偶次谐波内模相并联的结构作为改进型内模,并与PI控制器结合,既能有效抑制奇、偶次谐波,又能实现对指令电流的快速精确跟踪。搭建能馈型电子负载仿真模型,并研制装置样机。仿真与试验结果相吻合,验证了所提方法的有效性。结果表明,该能馈型电子负载能在启动后的3个基波周期内达到稳定的电流输出,并能在半个基波周期内完成电流切换。同时,在满载条件下输出电流畸变率、输出误差和能量回馈效率分别为2.98%,0.2%,92.4%,满足小型断路器特性试验要求。

用电信息采集设备整体运行性能评价方法

针对用电信息采集设备运行有效时长短和设备出厂评价指标偏差的问题,通过核容装置评价结构的联合装置方式完成采集设备的性能分析,利用BF5R反馈线路调剂到实际用电所,负责调剂数据的分配和信息的反馈。利用直流解耦改进算法实现设备采集电能计费制,作为评价体系的重要指标。通过IES VE软件仿真设备性能评价过程,提高了用电信息采集设备整体运行性能。设计试验用设备最高采集电能为6351.6 kWh,运行有效时长为18.2 h,评价指标准确率为98.5%,为用电信息采集作出突出贡献。

用于微弱信号及扭矩检测的容栅式扭矩传感器

在对扭矩信号的检测中,传统的扭矩检测方法存在抗干扰能力弱、响应速度慢、准确度较低的不足。为了改善该问题,提出一种基于典型电容电桥和负反馈控制环路相结合的容栅式扭矩传感器电路来检测扭矩的变化。其中负反馈控制环路由控制信号和移相器组成,可用于补偿因电路自身结构和外部噪声干扰所导致的相位偏移,进一步提高了检测电路的准确性。该检测电路首先通过桥式电路将电容信号转变为电压信号,然后经过比较器输出传感器通道和参考通道的相位信息,最后根据相位信息生成的控制信号来补偿信号的相位,从而准确计算出扭矩的大小。并对检测系统进行了仿真和测试。测试结果表明:该方法能够将微弱电容信号灵敏度减小到1%以下,扭转角误差减小到0.001 3 rad以下,可以有效减小噪声的干扰,从而准确、快速地测量出动态扭矩信息。