充电泵增益失配对∑Δ量化噪声影响的研究

∑Δ小数分频频率合成器在射频通信中得到广泛应用,相位噪声是频率合成器很重要的性能指标。介绍了∑Δ小数分频频率合成的基本原理。在对鉴频鉴相器和充电泵线性分析的基础上,着重分析了充电泵增益失配对∑Δ量化噪声造成的影响,并给出了相应的相位噪声功率谱密度计算公式。对不同结构和阶数的∑Δ调制器进行了仿真,仿真结果与理论分析基本一致。

一种多接收通道的增益与相移失配均衡方法

针对多个接收通道增益、相移特性的不一致给测向带来很大误差,提出一种通过标准测试信号,建立通道频率传输特性补偿数据库的方法,对实际接收信号进行精确的通道均衡补偿,有效解决了接收通道增益失配与相移失配问题及减少了测向误差.仿真证明:在比幅法测向系统中,间距d越小,幅度补偿带来的好处越明显;在比相幅法测向系统中,间距d在较大的变化范围内,相位补偿对测向误差都有明显改善.这种算法具有简洁、运算速度快的特点,适合天线数目、信道数目不多的中、小型可移动测向设备.

超高速时间交织ADC通道失配后台校准算法

为了消除多通道时间交织模数转换器(TIADC)三种主要失配误差:通道间的失调失配误差、通道间的增益失配误差及通道间的采样时间失配误差,提出了一种片内数字电路后台校准算法.该算法通过增加一路参考ADC和统计累加的方式,在后台将待校准通道和参考通道的输出作相关运算以提取出误差信息,再通过模拟电路对失配误差进行迭代补偿,从而达到校准的目的.将此算法应用到12位3GS/s四通道TIADC电路模型中,当输入信号归一化频率fin/fs=0.165 69时,校准后,ENOB和SNR分别从4.176 5bits和26.812 8dB提高到11.699 3bits和72.102 3dB,校准效果明显.验证了该后台数字校准算法的有效性.此外,此算法对输入信号类型,输入频率及通道间校准顺序没有严格限制,可以扩展到任意通道数.

采用分段平移技术校正流水线A/D转换器级间增益的方法

分析了流水线A/D转换器采样电容与反馈电容之间的增益失配,探究了运放有限增益与流水线残差输出及A/D转换器输出的关系,建立了精确的系统模型。通过建立14位流水线A/D转换器Verilog-A的行为级模型,在数字域对流水线A/D转换器输出数字码进行分段平移。在第一级级间增益误差达到±0.0125时,校正前信噪比仅为62 dB,校正后信噪比提升到85 dB。提出的校正方法可有效补偿由流水线级间增益导致的数字输出不连续和线性度下降。

零中频接收机的直流偏移消除和自动增益校准

为了精确消除零中频接收机中的直流偏移并快速响应射频接收机增益调整时引入的输入直流偏移变化,提出了一种混合型直流偏移消除电路.该电路结合了模拟型和数字型直流偏移消除技术的优势,在降低输出直流偏移的同时缩短了响应时间.模拟型直流偏移消除电路用于实时地自动消除各级输入的直流偏移,数字型直流偏移消除电路通过自动校准进一步减小接收机的最终输出直流偏移.同时提出了一种接收机增益自动校准电路,能够自动校准零中频接收机I/Q通路的增益失配.采用65 nm CMOS工艺实现了集成直流偏移消除的可编程增益放大器和增益自动校准电路.芯片测试结果表明,放大器最大输出直流偏移为2 mV,增益调整具有严格单调性,自动校准后的输出I/Q增益失配小于0.1 dB.该电路具有响应快、仅需开机自动校准和无需数字基带电路参与等优点,完全满足IEEE 802.11ax-2021等宽带通信接收机的系统要求.

一种多通道采样系统增益误差估计方法

多通道采样系统可以有效解决单片模数转换器ADC转换速率与量化精度的矛盾,从而能够在提高采样率的同时保证采样高精度。但是多通道间的失配误差将严重降低系统性能,早期的研究主要集中于时间误差(静态抖动)的估计,增益失配是由于制造过程中各数模转换器的工艺流程不同引起的。与时基误差类似,增益失配同样将导致采样信号的非线性失真。提出了一种利用接收数据矢量的二阶统计特性来估计增益失配误差的方法,该方法计算量小,易于实现。仿真数据的处理结果验证了该方法的有效性。

增益-腔模失配型高温工作垂直腔面发射半导体激光器

理论分析了温度对垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)工作性能的影响,利用VCSEL的增益-腔模失配理论设计了适用于高温环境下工作的VCSEL外延结构并对该结构进行了外延生长及工艺制备。理论分析表明,采用势垒高度大于0.25eV的量子阱有源区结构可以缓解高温工作时器件的载流子泄漏问题。设计了室温下增益-腔模偏离为11nm的器件结构。理论分析表明,在320K时与器件腔模对应的增益谱波长具有最大的光增益,此时器件具有最小的阈值电流。对分布式布拉格反射镜(DBR)的反射率进行了优化以进一步减小器件阈值电流。采用了一种自平坦化的台面工艺结构制作了7、9、13μm三种不同氧化口径的器件,器件在室温下的阈值电流分别为1.95、2.53、2.9mA,最大出光功率分别为0.31、1.11、1.04mW,并且输出功率的高温稳定性较好。随工作温度的升高,器件阈值电流先减小后变大,在320～330K时器件阈值达到最小值,与理论分析一致。

基于特高频传感器的局部放电信号并行采集系统设计

针对传统局部放电信号采集系统采样率低、采样率不可灵活配置导致局部放电脉冲信号时域波形特征提取误差较大的问题,设计了一种用于特高频传感器的局部放电信号并行采集系统。系统以Xilinx 7系列FPGA为主控芯片、四片最高采样率为250 MHz的ADC芯片通过分时交替并行采样技术实现最高1 GHz的采样率。系统在特高频传感器的基础上,主要分析并校正了由分时交替并行采样技术引入的偏置失配误差、增益失配误差和时延失配误差。仿真及实验结果表明,该系统能够采集到高精度的局部放电信号包络,并且在100 MHz带宽范围内无杂散动态范围(SFDR)提高到35 dB。

一类推理控制系统的闭环分析

通过对在一个新的性能指标下的一类推理控制系统的闭环分析，从结构上阐明了该类推理控制系统控制器的可实现性以及由模型失配所带来的鲁棒稳定性问题，分析了可调参数Ｑ与增益失配系数μ的选择对闭环系统鲁棒性的影响。

应用于9通道8-bit 1 GS/s时钟交叠SAR ADC的后台校准改进方法

报道了三种应用于时钟交叠模数转换器(Time-Interleaved ADC,TI ADC)的后台校准改进方法,分别校准系统中多通道之间的失调失配、增益失配以及多相位时钟之间的时间偏差.失调校准技术基于统计学期望算法,增益校准技术基于统计学方差算法,时钟校准技术基于平均过零点算法,3种校准技术皆由改进的误差检测模块和误差补偿模块来实现.误差检测以及补偿模式可以根据TI ADC的设计要求调节校准精度.对带有误差失配的9通道8-bit 1GS/s时钟交叠SAR ADC电路仿真验证,经过校准,无杂散动态范围皆高于63dB,失调失配小于0.1LSB,增益失配小于0.23%,时间偏差小于3ps.