Peak-to-Peak Gain Minimization for Uncertain Linear Discrete Systems： A Matrix Inequality Approach

为不明确的线性分离系统的一个班的 peak-to-peak 获得最小化的一条矩阵不平等途径被学习。我们最小化 * 是导致的 L 标准上的最好的上面的界限的 -norm, 由与逃避不了的椭圆体围住可达到的集合获得了，而不是直接最小化导致的 L 标准。基于这个想法，柔韧的 peak-to-peak 获得最小化的问题和控制器合成被归结为解决一套矩阵不平等的可行性问题。一个数字例子被用来表明介绍方法的可行性和有效性。

1550 nm波段外腔窄线宽激光器增益芯片

针对外腔窄线宽激光器应用设计了一款半导体增益芯片,分析了斜率效率和增益谱特性,由于封装后增益峰红移会造成器件输出功率下降,指出设计中芯片的增益峰需偏离激光器激射波长。通过优化量子阱结构及材料应力,提高了芯片的斜率效率。为了降低芯片自身法布里-珀罗(FP)腔谐振效应,采用弯曲波导配合磁控溅射四层增透膜工艺,使芯片出光端面的有效反射率明显降低,提高了窄线宽激光器输出波长的稳定性。所设计芯片采用1%压应变量子阱材料,量子阱厚度为7.5 nm,量子阱数量为3个,芯片波导与解理面法线呈6°夹角。通过半导体流片工艺完成掩埋结芯片制作,并进行窄线宽激光器封装及测试,实现了1550 nm波段高效稳定的窄线宽激光输出。

基于反相积分峰值检测法的高频信号AGC系统

针对现有非射频自动增益控制系统难以处理高频信号的问题,提出了一种反相积分峰值检测方法,并基于此方法设计了高频信号自动增益控制系统。反相积分峰值检测法是针对低频MCU设计的高频信号峰值检测方法,可以实现宽频带上的高精度峰值检测。系统由反相积分峰值检测模块对输出信号进行峰值检测,由MCU控制模块根据峰值检测结果调控可变增益放大模块的增益,实现自动增益控制。实验结果表明:该自动增益控制系统最高工作带宽可达200 MHz,相对误差在0.7%以内,相较现有基于非射频峰值检测法的自动增益控制系统,最高工作带宽在控制精度更高的前提下提升到2倍以上。

一种适用于高速传输系统的高增益模拟均衡器

针对传统模拟均衡器带宽和增益无法同时满足的问题,采用电感峰化技术和负阻抗转换器来进行高频操作,通过使用有源电感器实现电感峰化技术进而拓展带宽,同时采用由交叉耦合晶体管构成的负阻抗转换器将电容转换成负电容抵消输出端电容,在保持直流增益的同时提高了峰值增益。基于SMIC 130 nm的工艺库对电路进行设计,仿真结果表明,均衡器工作在1.8 V电源电压下,可以对6.375 Gbps速率下高速传输系统中严重损耗信道进行良好的补偿,眼图的水平张开度达0.85 UI。

一种低噪声CT Δ-∑调制器的理论建模分析

针对一种低噪声的连续时间Δ-Σ调制器的理论建模进行了研究。具体实现是以一个高速四阶CTΔ-Σ调制器为例,首先通过分析其单回路环路滤波器的传递函数,提出了一种在有限增益带宽放大器存在的情况下,设计最优CTΔ-Σ调制器的方法,可以将信号传递函数的峰值包含在CT环路滤波器的传递函数中,并通过一种递推算法来得到调制器的最佳系数;然后在考虑采用有限增益带宽放大器时的频率特性对环路滤波器的影响下,对构成调制器的内部模块进行了详细的系统级和行为电路级的建模分析,并考虑了反馈数模转换器的上升/下降时间的建模;仿真实验结果表明,采用本文建模方法设计的CTΔ-Σ调制器在噪声整形和抗混叠滤波方面具有极强的鲁棒性。

大动态范围AGC电路在接收机中的应用

自动增益控制电路(AGC)是接收机的重要控制电路之一。具体分析了自动增益控制电路的工作原理以及AGC的分类方式。利用可变增益放大器AD8367和其他模拟电路以及外部检波方式,设计了思维简洁、电路控制速度快的峰值型AGC电路。详细解释了芯片版图、增益控制与电压关系以及基于AD8367的闭环AGC电路系统。实验结果表明,基于AD8367的两级AGC控制电路频率达到70 MHz,动态范围80 dB等预期指标,可以方便地调整所需要的输出电平值,确保接收机正常工作。

超声波测距回波信号处理方法的研究

在分析超声波测距系统回波信号处理存在问题的基础上,提出了两种提高测量精度的回波信号处理方法。采用了时间增益补偿技术和峰值时间检测技术,可正确检测超声波回波的到达时间。经反复试验,在50 cm～5 m的测量范围内,测距精度可达到0.5%,且测量重复性较好。两种方法的采用,提高了超声波测距系统的测量精度。

一种利用布里渊增益谱边带解调提高布里渊光时域反射系统测温精度的方法

测温精度是衡量分布式光纤温度传感系统的一项重要性能指标.本文提出一种通过解调布里渊增益谱边带,以提高布里渊光时域反射仪测温精度的方法.在此基础上,进一步分析并验证了探测光脉冲峰值功率对测温精度的影响.理论分析表明,利用声光调制器的频移特性可产生布里渊增益谱边带,相比于中心峰解调方法,采用布里渊增益谱边带解调法可获得更高的系统信噪比,进而提高系统测温精度.实验结果表明,在相同测量条件下,布里渊增益谱左边带峰值功率较其中心峰峰值功率高3.27 dB,且其-1 dB谱宽比中心峰窄14.5 MHz.对布里渊增益谱左边带进行频率扫描,由于相干探测时参考光的作用以及消除了相干瑞利噪声的影响,系统信噪比提高了4.35 dB,并在10.2 km的传感距离上实现了±0.5?C的测温精度.

超声探伤仪收发电路的改进研究

针对现有超声探伤系统电路复杂、设计成本高的缺点,提出了一种以12 V电源供电的超声谐振发射电路,设计实现了以谐振接收、差分可变增益放大以及峰值保持的回波处理硬件电路设计。系统采用2.5 M超声探伤传感器。实验表明,系统性能稳定,精度高,成本低,有广阔的应用前景。

混合模式AGC设计

该文提出了一种混合模式AGC,在不需要A/D转换器的条件下可以获得较好的线性,同时采用粗调与细调相结合的方法大大地降低了系统的稳定时间。该设计基于1st Silicon 0.25μm标准CMOS工艺,仿真表明,当输入信号幅度在100mV到1.3V范围内变化时,输出信号的幅度为800mV±25mV,系统的稳定时间小于3.2μs;当输入信号幅度为1V时,输出信号的THD低于-45dB;AGC的最大功耗为10mW。

提高超声波测距精度方法的研究

在分析超声波测距系统回波信号处理存在问题的基础上,提出了两种提高测量精度的回波信号处理方法。采用时间增益补偿技术,补偿超声波在空气中的衰减,减少回波信号的起伏;由有源全波整流电路和微分电路等组成峰值时间检测电路,可正确检测回波的峰值到达时间。两种方法的采用,提高了超声波测距系统的测量精度。

增益开关分布反馈半导体激光器输出特性的研究

讨论了采用增益开关技术在分布反馈半导体激光器（ＤＦＢ－ＬＤ）上产生超短光脉冲的特性．理论分析表明，光脉冲特性仅与峰值反转率ｒ有关，峰值功率随ｒ升高而升高，脉宽随ｒ升高而降低．数值模拟发现存在最佳偏置点使峰值功率最高而脉宽最窄，增加调制功率有助于压窄脉冲．调制频率接近于激光器谐振频率时可获得最大峰值功率，调制频率上升至一定值后出现周期加倍现象．

面向非合作目标的大动态范围激光测距系统

在对空间的非合作目标进行脉冲激光测距时,由于目标的距离跨度范围很大,回波信号的动态范围很大,采用单一的光学或电路调整方法都不能实现全范围的接收。针对不同的距离段,在发射端采用偏振合束器使脉冲光纤激光器和脉冲全固态激光器的光束同轴输出,并对激光的发射功率进行分档,在接收端对雪崩光电二极管的放大倍数进行分档,并引入窄脉冲峰值检测器和可变增益放大器,在自动闭环控制下使接收电路的输出稳定,实现了等效输入动态范围为160 d B、测量范围为15 m^20 km的激光测距系统。

10kW峰值功率高脉冲能量全光纤结构2μm掺铥光纤激光器

基于增益开关技术在高掺杂浓度掺铥光纤中获得了稳定的2μm种子脉冲激光,输出激光中心波长为1 979.4 nm,脉冲重复频率在1～100 kHz之间可调,输出脉冲宽度变化范围为60～200 ns.采用两级掺铥光纤放大器对该种子脉冲激光进行放大实验,当种子脉冲激光重复频率为20 kHz时获得最大输出平均功率为17.2W,输出光谱没有观察到明显的放大自发辐射噪声.最大功率输出时,脉冲宽度为82 ns,对应单脉冲能量为0.86 mJ,脉冲峰值功率高于10 kW.

基于左手材料的小型化差分微带天线

本文提出了一种应用于WiMAX的小型化差分微带天线,并通过在辐射贴片刻蚀U型缝隙的方法实现天线的小型化.与传统的半波长天线相比,该天线的尺寸为15 mm×15 mm(0.38λg×0.38λg).为了改善天线的带宽性能,设计了一种新型的哑铃型开口环金属线复合周期结构的左手材料,并将左手材料作为天线的覆层.仿真和测量结果表明:覆层左手材料的小型化差分微带天线的带宽为8.5%(3.4 GHz^3.7 GHz),峰值增益为3.8 dBi.

单电源宽带放大器的设计与实现

提出了一种采用单电源的高增益、宽带放大器.采用多个放大器阻容耦合的方式,有效改善了放大器的低频特性,提高了放大增益范围.以TI公司的低噪声电压反馈型运放OPA820ID作为首级运放电路,利用电流型运放THS3091作为末级放大电路,TPS61087DRC的DC-DC变换器作为末级运放电路供电,利用低功耗的MSP430单片机进行输出电压有效值和最大值的测量,并在LCD上实时显示.经过测试,在20 kHz～15 MHz频段上信号增益稳定、噪声小.

基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计

提出了一种基于STM32单片机的超声波测距系统的设计方案。与传统单片机相比,STM32的主频和定时器的频率高达72 MHz,提高了时间测量的分辨率。在开启定时器计时的同时,启动PWM通道驱动超声波发射器和输入捕获通道捕捉回波信号,提高了测量的精度。在充分分析超声波测距产生盲区和误差原因的基础上,设计了时间增益补偿电路(TGC)和双比较器整形电路分别测量远、近距离,并通过软件算法对回波信号进行峰值时间检测,简化了电路。实验研究表明,该系统测量精度达到了1 mm,盲区低至2.5 cm。

C波段能量倍增器的研制

C波段(5712 MHz)能量倍增器——SLED是我国研制的首台C波段能量倍增器。简述了利用三维电磁场仿真软件HFSS和CST对C波段能量倍增器的高品质因数储能腔、耦合孔、3 dB桥等进行优化设计的情况,对加工的能量倍增器做了射频低功率测试,实验测试和理论计算的一致性很好,测试结果表明所有技术参数指标均达到了设计要求。

宽带放大器的设计与仿真

采用TI公司的高速运放OPA820 ID作为一级放大电路,THS3091D作为末级放大电路,在输出负载50Ω上实现电压增益≥40 dB,通频带宽为10 Hz^10 MHz,并利用MSP430单片机控制1602液晶显示输出电压峰峰值和有效值,以及模拟电子技术和单片机信号采集处理完成了增益控制和输出显示。整个系统结构合理、设计简洁、性能稳定,可应用于课程设计、实训等教学场合。

基于日盲紫外成像检测的复合绝缘子电晕放电光子数变化特性

为将光子数参数用于放电强度的量化分析,以10、35、110 kV的复合绝缘子为研究对象,利用CoroCAM504紫外成像仪研究了电晕放电时,紫外光子数随放电强度、仪器增益和观测距离的变化特性。结果表明：光子数和电流脉冲峰值具有近似线性关系,且都随着电压的增加而增大;但上述3种复合绝缘子的光子数与电流脉冲峰值之间的比例系数不同。随着仪器增益的增大,光子数一般呈现出先增加后减小、在高增益时又增加的变化特性,且观测距离越近,仪器增益对光子数的影响越显著。光子数随观测距离的增大而减小,2者之间具有幂函数关系,幂指数在1.1~1.6之间。