基于单片机的高精度快速积分型AD转换器

针对现有积分型AD转换器存在转换速率较低的问题,提出了一种基于单片机的高精度快速积分型AD转换器的设计方案,详细介绍了AD转换的实现过程。该转换器采用单片机产生各种控制信号,保证了测量过程的精确同步,提高了AD测量结果的稳定性,最快转换速度可达500次/s。实际应用表明,该转换器转换速度快,测量精度高,达到了预期效果。

基于平均功率谱的高精度A/D转换器动态参数测试

讨论了窗函数处理在基于FFT变换的高精度A/D转换器动态参数测试中的不足,提出了基于平均功率谱的高精度A/D转换器动态参数测试方法,并从理论上证明了该方法可以有效降低FFT变换测试方法中由于采用窗函数处理引入的噪声误差。最后,以ADI公司的16位A/D转换器AD9260为例,对其信噪比和总谐波失真等动态参数进行了测试实验验证。

廉价隔离型高精度D/A转换器

介绍隔离型高精度D/A转换器的设计方法:由单片机89C52产生PWM,经过光电隔离和一个双RC电路,将数字信号转换为直流电压信号,再经过电压/电流转换电路(V/I),输出0～20 mA电流信号;通过软件校正,达到较高的精度。

高精度双积分A/D转换器与单片机接口的新方法

提出一种高精度双积分A/D转换器 7135与 89C5 2单片机的接口电路。它具有接口简单 ,能最大限度地缩短采样程序的时间等优点。分析了该方法的接线原理 。

多通道高精度模数转换器AD7718原理与应用

本文从外部引脚和内部可编程寄存器两方面讲解了多通道高精度模数转换器AD7718,并通过一个24bits分辨率的数据采集电路介绍了AD7718的应用。

大规模MIMO系统中单精度模数转换器的量化门限设置方案

针对配置单精度模数转换器(ADC)的大规模多输入多输出(MIMO)系统中信道估计误差和上行信号误符号率较高的问题,提出一种基于大规模MIMO信道相关性的自适应ADC量化门限设置方案,并据此给出了相应的信道估计及上行多用户检测方案。首先根据3GPP信道模型建模并生成信道数据,对该数据进行线性分类以获得与发射功率及用户数自适应的量化门限及相应的量化值,以此对上行导频及有用信号进行量化,然后设计基于该自适应量化门限的信道估计及信号检测矩阵,最终检测出上行信号。所提自适应门限设置方法将相关性强的天线进行组合,为同一组合内的多个单精度ADC设置不同的量化门限以提升量化精度。仿真结果表明:与传统固定量化门限的方法相比,所提出的自适应门限设置方法可充分利用信道相关特性,当天线的相关性较强(天线间距小于等于0.5λ)的时候,信道估计的最小均方误差降低到原来的50%左右,同时系统的误符号率提升了5dB以上。

一种应用于高速高精度模数转换器的比较器

提出了一种基于BiCMOS工艺的高速高精度时钟控制比较器.该比较器包含一级预放大器、动态锁存器及时钟控制反相器.预放大器采用正反馈放大技术保证了增益和速度,锁存器采用两个正反馈锁存器和额外的反馈环路提高了锁存的速度.基于3.3V0.35μmBiCMOS工艺进行了设计和仿真,结果表明该比较器可以应用于160MS/s高精度流水线模数转换器.

超磁致伸缩伺服阀用电-机转换器传热及热误差分析

提出了一种超磁致伸缩伺服阀用超磁致伸缩电-机转换器的结构并阐述了其工作原理,此电-机转换器采用了油液冷却和反向补偿法来抑制因热产生的位移输出。为分析温升对超磁致伸缩电-机转换器控制精度的影响,基于导热和对流传热理论建立了其传热模型,给出了稳态时超磁致伸缩棒上的温度和热补偿装置上的温度,分析了冷却油液流速对稳态温度的影响,并采用温度场数值模拟的方法对仿真结果进行了验证。分析结果表明,当控制电流为额定值1 A时,若超磁致伸缩棒和控制线圈间油液速度大于0.1 m/s,热补偿装置和超磁致伸缩棒的温度在20.3℃附近且温差在0.2℃以下。由超磁致伸缩棒和热补偿装置上的温度,进一步推导出了超磁致伸缩电-机转换器因热而产生的误差位移。通过仿真分析得出,在超磁致伸缩棒和控制线圈间油液速度等于0.1 m/s时,棒和外壳温度接近且温升不大,热误差位移不大于0.1μm。

一种应用于高速高精度模数转换器的比较器

文中设计了一种基于CMOS工艺的高速高精度时钟控制比较器。该比较器包含一个全差分开关电容采样级、一级预放大器、动态锁存器及时钟控制反相器。预放大器采用正反馈放大技术保证了增益和速度,锁存器采用两个正反馈锁存器和额外的反馈环路提高了锁存的速度。基于0.18μm 1.8V CMOS工艺进行了设计和仿真,结果表明该比较器可以应用于500 MSPS高精度流水线模数转换器。

低精度ADC下无小区大规模MIMO系统的频谱效率研究

无小区大规模多输入多输出(cell-free massive multiple-input multiple-output,CF-mMIMO)系统的覆盖区域内随机部署了大量分布式接入点(access points,APs)在同一时间频率资源中服务所有的用户,可显著提升系统通信容量,是6G网络中最具潜力的使能技术之一。然而,大量AP处配备高精度模数转换器(analog-to-digital converters,ADCs)导致的高功耗与硬件成本,限制了CF-mMIMO系统的实际部署。为了有效地降低硬件成本,本文研究了低精度ADCs下CF-mMIMO系统的上行链路频谱效率(spectral efficiency,SE)。在不完美的信道估计下,利用加性量化噪声(additive quantization noise model,AQNM)模型和最大比合并(maximal ratio combining,MRC)接收机滤波器,推导了CF-mMIMO系统中用户上行可达速率的闭式表达式,并基于该表达式分析了AP数量、用户传输功率以及ADCs精度等系统参数对SE的影响。为了最大化CF-mMIMO系统的SE,提出了一种低精度ADCs下贪婪导频分配算法抑制导频污染。将导频分配建模为最大-最小导频优化问题,通过迭代更新速率最小用户的导频序列,使其所受导频污染的影响最小,从而最大化该用户的可达速率。最后,将配备低精度ADC的CFmMIMO系统与传统完美精度ADC系统进行性能比较。数值仿真结果表明,系统配备5位低精度ADCs时的SE逼近完美精度ADCs,增加AP端天线数可以弥补低精度ADCs导致的性能退化。此外,所提算法不仅有效抑制了导频污染,还缩小了用户之间的速率差距,提升了系统的95%用户SE。

高性能及新颖性A/D转换器技术综述

集成模数转换技术是模拟集成电路中一个重要的分支。随着近几十年集成电路制造技术的飞速发展,集成A/D转换器的性能也在不断地提升。文章在总结归纳近期技术文献的基础上,概述了A/D转换器在高精度和高速度两个主要发展方向上的关键技术;介绍了采用新颖结构形式的A/D转换器,以及与先进设计工具及设计流程相关的技术。文章旨在给从事高性能A/D转换器设计的工程技术人员提供一个实用的技术参考点。

数模转换器结构设计综述

对基本结构类型的数/模转换器结构进行讨论。在高速、高精度两个主要方向上,详尽地分析了当前主流数/模转换器结构的工作原理和应用,总结并比较各种结构的优缺点。在此基础上,结合数/模转换器的发展现状及应用需求,阐述其在高速、高精度两个方向上的发展趋势。

高速A/D转换器的研究进展及发展趋势

介绍了高速高精度A/D转换器技术的发展情况、A/D转换器的关键指标和关键技术考虑;阐述了高速高精度A/D转换器的结构和工艺特点;讨论了高速高精度A/D转换器的发展趋势。

基于混合精度DAC的下行去蜂窝大规模MIMO-WPT系统能量效率研究

本文研究了采用混合精度数模转换器(Digital-to-Analog Converter,DAC)架构的下行去蜂窝大规模多输入多输出无线携能(Multiple-Input Multiple-Output Wireless Power Transfer,MIMO-WPT)系统.该系统中的用户(User Equipment,UE)收集接入点(Access Point,AP)发射的无线射频信号能量,基于加性量化噪声模型对量化后的能量信号建模,并引入混合DAC功耗模型,推导出UE收集到的能量(Harvested Energy,HE)和系统能量效率(Energy Efficiency,EE)闭式表达式.分析关键参数,如DAC精度、高精度DAC占比、AP/UE数目和AP发射功率等对下行WPT性能的影响.设计基于加速投影梯度(Accelerated Projected Gradient,APG)的EE最大化功率控制算法.该算法是一阶优化方法,且能求解出最优功率控制系数的闭式解,因此时间复杂度低,运行耗时短.仿真结果表明,与全低精度DAC结构相比,混合精度DAC结构可以同时改善HE和EE;对于不同高精度DAC占比的混合精度DAC结构,当除高精度DAC外的其余DAC的分辨率设置为5 bit时,在保证实现高HE的同时也可获得最优的EE;在中、低信噪比场景下,可以通过增大AP发射功率来改善系统EE;在UE数目较多的去蜂窝大规模MIMO-WPT系统中,所提的基于APG的功率优化算法不仅使等功率分配方案下的EE提升了约19.5%,而且同基于内点法的功率优化算法相比,运行耗时也大幅降低.

一种增益可编程的时间数字转换器

提出了一种增益可编程时间放大器结构。采用并行输入、串行输出结构,将TDC(Time-to-Digital Converter,时间数字控制器)每级START与STOP信号异或操作并送至可编程增益时间放大器(Programmable Gain Time Amplifier,PGTA),通过数字控制部分控制PGTA增益N,TDC跳变点靠前时,将跳变点之后的N级异或门输出做累加;TDC跳变点靠后时,将跳变点之前的N级异或门输出做累加,实现时间放大功能且增益可编程、高线性度的PGTA。PGTA增益误差通过补偿器来补偿。TSMC 130nm流片验证结果显示:该TDC具有高分辨率、高线性度且增益可编程。

一种高精度宽量程MEMS组合加速度计设计与优化

为了实现大温差宽量程范围内高精度测量载体的加速度、并稳定输出模拟信号与数字信号,文中设计改进一种车载MEMS加速度计。首先通过分析两种加速度计在0g附近的测量精度,然后比对两种电源稳压芯片在大温差范围内的稳定性和两种数/模转换器的分辨率和精度,找出高低温变化时零位温度偏移过大的原因,最后设计多组对照实验进行验证。解决了高低温情况下零位输出温度偏移过大的问题。最终实现了-45~85℃全温范围内零偏变化小于5 mg,改进后的高低温相对常温的零位最大偏差均方差提高了21.42倍,满足了项目要求。

基于ADC精度与AP选择的去蜂窝系统能效均衡方法

去蜂窝大规模多输入多输出(MIMO)系统通过部署大规模接入点(AP),获得宏分集增益和较低的路径损耗,但产生的大量功耗损失使得系统能效质量失衡。针对去蜂窝大规模MIMO系统与多AP联合协作的能效质量失衡问题,提出一种基于模数转换器(ADC)精度和AP选择的能效均衡方法。利用泊松过程对用户分布进行建模,推导出激活所有AP时频谱效率及能量效率的闭式解,将有效信道与干扰信道增益的占比作为排序指标,通过降序排序的方法获得相应信道方差矩阵索引,按索引对AP集进行逐层筛选,当AP联合服务用户获得频谱效率的变化差值小于阈值时,停止筛选并确定用户间干扰低的AP组合。通过ADC精度与AP选择的联合优化获取最优量化位数,实现系统频谱效率与能效的均衡。仿真结果表明,与全AP选择、基于大尺度衰落的AP选择方法相比,该方法能达到较优的能效质量均衡,尤其在用户密集区域,可提升约20%能效,同时利用最大最小功率控制可保证系统区域一致良好的用户服务质量。

莱斯信道下低精度ADC去蜂窝大规模MIMO系统的性能分析

去蜂窝大规模多输入多输出(MIMO)系统被认为是未来6G通信的关键技术之一。然而,随着接入点(APs)和用户数量的激增,硬件成本问题成为了限制系统发展的重要因素。为了有效地降低硬件成本,可以考虑在AP和用户端配置低精度的模数转换器(ADCs)。基于上述原因,本文针对莱斯衰落信道下低精度ADC去蜂窝大规模MIMO系统展开研究。通过利用加性量化噪声模型,推导了该系统使用共轭转置预编码时的可达速率闭合表达式,并且该闭合表达式有助于研究AP的数量、ADC的精度以及莱斯K-因子对于可达速率的影响。此外,在保证每个用户的服务质量和每个AP的功率约束前提下,提出了一种能够最大化总速率的功率控制算法。最后,仿真结果表明了,相较不使用功率控制算法的情况,所提的算法能够带来更大的性能增益。

秒脉冲分配网络高精度时延控制设计与实现

秒脉冲分配网络作为时间频率系统的重要组成部分,负责接收站时频提供的标准秒脉冲信号(1 pps),经过1pps分配网络分配后传递给各时频用户,为时频用户提供时间基准,因此对1 pps信号的相位一致性提出较高的要求。分析了传统的脉冲分配网络时延控制方法及其存在的缺陷,提出一种基于高精度数模转换器(DAC)控制的秒脉冲时延调整策略,实现对输入、输出1 pps信号时延的精密调整,解决传统分配网络时延控制存在的缺陷。试验结果表明,在选取充放电电阻100Ω、电容15 PF、控制电压步进0.1 V的情况下,时延调整范围达到2.6 ns,调整步进优于150 ps。

高精度SARADC非理想因素分析及校准方法

对高精度逐次逼近型模数转换器的非理想因素进行理论推导和建模分析,表明模数转换器精度主要受电容失配和低位电容阵列及耦合电容的寄生电容影响,而高位寄生电容的影响可以忽略.建立了16位逐次逼近型模数转换器的高层次模型,验证了理论分析,并通过一种全数字的后台校准技术来减小电容失配和寄生电容的影响.仿真结果表明,校准后的有效位数在15位以上的概率超过90%.