设计了一个基于金属氧化物薄膜晶体管工艺的8位电流舵数/模转换器(Digital to Analog Converter,DAC),包括定时刷新模块、同步寄存器电路、分段译码电路、开关驱动电路、开关阵列和电流源阵列、多路选择器网络、随机序列发生器。在数字...设计了一个基于金属氧化物薄膜晶体管工艺的8位电流舵数/模转换器(Digital to Analog Converter,DAC),包括定时刷新模块、同步寄存器电路、分段译码电路、开关驱动电路、开关阵列和电流源阵列、多路选择器网络、随机序列发生器。在数字电路中设计定时刷新结构解决了传统的自举逻辑门电荷泄露导致的电流源开关驱动电压的下降,避免了在低频信号下采样出错问题的发生。提出采用差分对偶译码的结构,保证打开和关闭两路信号可以同时到达开关驱动电路,保证驱动电路中电压上升和下降窗口的对称性,减小输出的毛刺;同时利用数字电路中的D触发器和译码电路中的逻辑门实现驱动增强电路,保证可以驱动模拟电路中的高位单位电流源,提高转换速率;利用动态元件匹配(Dynamic Elements Matching,DEM)技术提高DAC的动态性能。后仿真结果表明,所设计的DAC面积为73 mm 2,功耗为6.5 mW,输出电流摆幅为301.46μA,最大转换速率为32 kS/s,在单位电流源的随机匹配误差的标准差为0.1的条件下,奈奎斯特频率下的无杂散动态范围(Spurious-Free Dynamic Range,SFDR)可达到42.43 dB,最大的微分非线性(Differential Nonlinearity,DNL)为0.36 LSB,最大的积分非线性(Integral Nonlinearity,INL)为1.75 LSB,满足生物医学用柔性电子系统的需求。展开更多
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...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。展开更多
In this paper,we investigate networkassisted full-duplex(NAFD)cell-free millimeter-wave(mmWave)massive multiple-input multiple-output(MIMO)systems with digital-to-analog converter(DAC)quantization and fronthaul compre...In this paper,we investigate networkassisted full-duplex(NAFD)cell-free millimeter-wave(mmWave)massive multiple-input multiple-output(MIMO)systems with digital-to-analog converter(DAC)quantization and fronthaul compression.We propose to maximize the weighted uplink and downlink sum rate by jointly optimizing the power allocation of both the transmitting remote antenna units(T-RAUs)and uplink users and the variances of the downlink and uplink fronthaul compression noises.To deal with this challenging problem,we further apply a successive convex approximation(SCA)method to handle the non-convex bidirectional limited-capacity fronthaul constraints.The simulation results verify the convergence of the proposed SCA-based algorithm and analyze the impact of fronthaul capacity and DAC quantization on the spectral efficiency of the NAFD cell-free mmWave massive MIMO systems.Moreover,some insightful conclusions are obtained through the comparisons of spectral efficiency,which shows that NAFD achieves better performance gains than cotime co-frequency full-duplex cloud radio access network(CCFD C-RAN)in the cases of practical limited-resolution DACs.Specifically,their performance gaps with 8-bit DAC quantization are larger than that with1-bit DAC quantization,which attains a 5.5-fold improvement.展开更多
[目的]旨在探讨面向碳中和背景下直接空气捕碳(Direct Air Capture,DAC)技术的发展现状、应用案例及其经济性评估,以期为我国实现碳减排目标提供参考。[方法]文章综述了DAC技术的工作原理、类型、运用案例,并分析了其在国内外的发展情...[目的]旨在探讨面向碳中和背景下直接空气捕碳(Direct Air Capture,DAC)技术的发展现状、应用案例及其经济性评估,以期为我国实现碳减排目标提供参考。[方法]文章综述了DAC技术的工作原理、类型、运用案例,并分析了其在国内外的发展情况。通过比较不同研究中的成本数据,评估了DAC技术的经济性,并讨论了当前面临的挑战与可能的解决措施。[结果]研究发现,DAC技术能有效从空气中捕集CO_(2),具有布置灵活、可与可再生能源结合等优点。但其商业化应用仍受到高成本、高能耗和大规模部署的技术挑战的限制。国内外的案例分析揭示DAC技术在实际应用中的效率和成本问题亟待解决,同时也显示了通过技术改进和政策支持可能实现的优化潜力。[结论]尽管存在挑战,DAC技术仍是实现碳中和目标的潜在储备技术,尤其对中国等面临严峻碳减排压力的国家具有重要意义。需要集中研究力量开发更高效、低成本的吸收/吸附剂,改进系统设计,降低能源消耗,并积极探索与可再生能源的结合使用。政府的政策支持和社会的广泛认可也是实现DAC技术商业化的关键因素。通过这些措施可以推动DAC技术的发展和应用,助力实现碳减排和环境保护的双重目标。展开更多
文摘设计了一个基于金属氧化物薄膜晶体管工艺的8位电流舵数/模转换器(Digital to Analog Converter,DAC),包括定时刷新模块、同步寄存器电路、分段译码电路、开关驱动电路、开关阵列和电流源阵列、多路选择器网络、随机序列发生器。在数字电路中设计定时刷新结构解决了传统的自举逻辑门电荷泄露导致的电流源开关驱动电压的下降,避免了在低频信号下采样出错问题的发生。提出采用差分对偶译码的结构,保证打开和关闭两路信号可以同时到达开关驱动电路,保证驱动电路中电压上升和下降窗口的对称性,减小输出的毛刺;同时利用数字电路中的D触发器和译码电路中的逻辑门实现驱动增强电路,保证可以驱动模拟电路中的高位单位电流源,提高转换速率;利用动态元件匹配(Dynamic Elements Matching,DEM)技术提高DAC的动态性能。后仿真结果表明,所设计的DAC面积为73 mm 2,功耗为6.5 mW,输出电流摆幅为301.46μA,最大转换速率为32 kS/s,在单位电流源的随机匹配误差的标准差为0.1的条件下,奈奎斯特频率下的无杂散动态范围(Spurious-Free Dynamic Range,SFDR)可达到42.43 dB,最大的微分非线性(Differential Nonlinearity,DNL)为0.36 LSB,最大的积分非线性(Integral Nonlinearity,INL)为1.75 LSB,满足生物医学用柔性电子系统的需求。
文摘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。
基金supported in part by the National Natural Science Foundation of China(NSFC)under Grants 61971127,61871465,61871122in part by the National Key Research and Development Program under Grant 2020YFB1806600in part by the open research fund of National Mobile Communications Research Laboratory,Southeast University under Grant 2022D11。
文摘In this paper,we investigate networkassisted full-duplex(NAFD)cell-free millimeter-wave(mmWave)massive multiple-input multiple-output(MIMO)systems with digital-to-analog converter(DAC)quantization and fronthaul compression.We propose to maximize the weighted uplink and downlink sum rate by jointly optimizing the power allocation of both the transmitting remote antenna units(T-RAUs)and uplink users and the variances of the downlink and uplink fronthaul compression noises.To deal with this challenging problem,we further apply a successive convex approximation(SCA)method to handle the non-convex bidirectional limited-capacity fronthaul constraints.The simulation results verify the convergence of the proposed SCA-based algorithm and analyze the impact of fronthaul capacity and DAC quantization on the spectral efficiency of the NAFD cell-free mmWave massive MIMO systems.Moreover,some insightful conclusions are obtained through the comparisons of spectral efficiency,which shows that NAFD achieves better performance gains than cotime co-frequency full-duplex cloud radio access network(CCFD C-RAN)in the cases of practical limited-resolution DACs.Specifically,their performance gaps with 8-bit DAC quantization are larger than that with1-bit DAC quantization,which attains a 5.5-fold improvement.
文摘[目的]旨在探讨面向碳中和背景下直接空气捕碳(Direct Air Capture,DAC)技术的发展现状、应用案例及其经济性评估,以期为我国实现碳减排目标提供参考。[方法]文章综述了DAC技术的工作原理、类型、运用案例,并分析了其在国内外的发展情况。通过比较不同研究中的成本数据,评估了DAC技术的经济性,并讨论了当前面临的挑战与可能的解决措施。[结果]研究发现,DAC技术能有效从空气中捕集CO_(2),具有布置灵活、可与可再生能源结合等优点。但其商业化应用仍受到高成本、高能耗和大规模部署的技术挑战的限制。国内外的案例分析揭示DAC技术在实际应用中的效率和成本问题亟待解决,同时也显示了通过技术改进和政策支持可能实现的优化潜力。[结论]尽管存在挑战,DAC技术仍是实现碳中和目标的潜在储备技术,尤其对中国等面临严峻碳减排压力的国家具有重要意义。需要集中研究力量开发更高效、低成本的吸收/吸附剂,改进系统设计,降低能源消耗,并积极探索与可再生能源的结合使用。政府的政策支持和社会的广泛认可也是实现DAC技术商业化的关键因素。通过这些措施可以推动DAC技术的发展和应用,助力实现碳减排和环境保护的双重目标。
