一种用于常开型智能视觉感算系统的极速高精度模拟减法器

常开型智能视觉感算系统对图像边缘特征提取的精度和实时性要求更高,其硬件能耗也随之暴增。采用模拟减法器代替传统数字处理在模拟域同步实现感知和边缘特征提取,可有效降低感存算一体系统的整体能耗,但与此同时,突破10^(–7)s数量级的长计算时间也成为了模拟减法器设计的瓶颈。该文提出一种新型的模拟减法运算电路结构,由模拟域的信号采样和减法运算两个功能电路组成。信号采样电路进一步由经改进的自举采样开关和采样电容组成;减法运算则由所提出的一种新型开关电容式模拟减法电路执行,可在2次采样时间内实现3次减法运算的高速并行处理。基于TSMC 180 nm/1.8 V CMOS工艺,完成整体模拟减法运算电路的设计。仿真实验结果表明,该减法器能够实现在模拟域中信号采样与计算的同步并行处理,一次并行处理的周期仅为20 ns,具备高速计算能力;减法器的计算取值范围宽至–900~900 mV,相对误差小于1.65%,最低仅为0.1%左右,处理精度高;电路能耗为25~27.8 pJ,处于中等可接受水平。综上,所提模拟减法器具备良好的速度、精度和能耗的性能平衡,可有效适用于高性能常开型智能视觉感知系统。

NSRL电子储存环新RFKO系统

介绍了合肥国家同步辐射室 ( NSRL )最新研制的电子储存环高频剔除 ( RFKO)系统的原理、结构和实验结果。利用 RFKO系统能够对 NSRL电子储存环的填充模式进行远程数控调节 。

基于FPGA+MCU的全数字式滑移脉冲信号发生器的研制

介绍了一种基于现场可编程逻辑门阵列FPGA和微控制器MCU设计的高性能全数字式滑移脉冲信号发生器的系统结构,详细说明了仪器软、硬件各部分的设计思路和实现的技术。通过对标准核能谱仪多道脉冲幅度分析器的检测试验,该仪器达到了高精度、高稳定性的技术指标,满足了用户的生产需求。

基于水下超声成像分时复用数据采集系统的设计

利用压阻式水声传感器采集超声回波信号,通过行共用电源线,列共用信号线的方式将水声传感器组成成像阵列。使用MAX4617八选一高速模拟开关控制每个传感器与采集电路的通断,从而实现采集电路的分时复用功能。利用AD6655采集数据,FPGA作为模拟开关和采集电路的时序控制器,异步FIFO作为采集数据传送给EZ-USB的缓冲器,EZ-USB单片机负责任务的协调,并把数据打包上传给计算机。初步测试了传感器与采集通道的开关时延特性,以及分时采集样本与原始声信号吻合程度,实验结果证明系统能够完成水声传感阵列的实时数据采集任务。

一种单刀双掷高速模拟开关的研制

介绍了一种单刀双掷高速模拟开关;描述了电路工作原理、线路设计、版图设计及可靠性设计。该高速模拟开关具有速度快、功耗低、隔离度高、关断漏电流小等特点。其内部电路设计有控制输入级、电平转换级、高速模拟开关管及静电保护电路。该电路可广泛应用于雷达接收机和发射机、通信系统和数据采集系统,以及通用模拟开关等领域。

一款开关同步检波电路的设计

阐述了开关式同步检波电路的总体结构及各模块的功能特点,对开关式同步检波电路的实现进行了论述。在用分立元件组成的低噪声前置放大器的基础上,利用电压比较器AD790及模拟开关74HC4053的高速特性设计与制作了一款开关式同步检波电路,对电路的测试结果表明,电路具有动态范围大、良好的线性及较小的测量误差,对检测微弱信号的下限可达1μV,是一种性能良好的相敏检波电路,适用于对低频微弱信号的检测。

超声波流量计信号驱动与高速切换电路研究

基于时差法的液体超声波流量计,采用双低边MOS场效应管驱动器MIC4427形成BTL驱动电路,将微控制器发出的脉冲信号提升峰峰值到30 V,明显提高接收换能器的信号灵敏度和稳定度。由于超声波换能器为发送接收一体型传感器,采用高速模拟开关,让超声波换能器根据需要,在发送传感器和接收传感器之间不停切换,以满足信号测量要求。

一种多相宽带线性调频信号发生器的设计与应用

随着雷达信号处理技术的发展,对于宽带线性调频(Linear Frequency Modulation)信号发生器的需求也变得十分迫切。基于Xilinx公司的直接数字频率合成(Direct Digital frequency Synthesis,DDS)IP核和高速数模转换器(Digital-to-Analog Converter,DAC)的架构,设计了一种可实时切换参数的多相宽带线性调频信号发生器,并完成仿真和上板验证。经仿真和上板验证,该信号发生器能够根据任务要求实时切换线性调频信号的参数,生成的信号指标准确,实现方法可靠,具有一定的实用价值。

NSRL中的BPM前端电子学系统研究

介绍了国家同步辐射实验室二期工程中的束团位置监测的前端电子学系统原理、结构和实验结果。利用此系统可以把确定束团位置坐标的模拟信号引出,供数据采集分析。

低压高速大驱动电流BiCMOS模拟开关单元

从改善速度和电流驱动能力出发,设计了4种BiCMOS模拟开关电路。设计过程中在电路的关键部位配置有限的双极型晶体管(BJT),而在电路的主体部分则设置CMOS器件。推导出电路的传延时间估算式,优选了元器件参数,并采取提速和增大驱动电流的措施。实验结果表明,所设计的BiCMOS开关电路在低电源电压2.6V≤VDD≤4.0V的范围内,综合性能指标——延迟-功耗积DP比CMOS开关电路平均降低了36.52pJ,输出级BJT的驱动电流可达1.40mA以上,因而特别适用于低压、高速、大驱动电流的数字通信系统中。

CMOS多路加权SAW滤波器高频模拟开关研究

报道了0．6μm CMOS4路可编程加权高频模拟开关集成电路，其开关和加权功能分别由两个高跨导的N沟MOS晶体管实现。模拟开关连续可调的动态加权范围最大为21．3dB，最小插入损耗约为-6dB。在线功能测试表明，该集成电路可对中心频率在50～250MHz范围内的声表面波（SAW）滤波器进行取样、加权、可编程加权叠加，可应用于多芯片模式组成的可编程声表面波滤波器。

Bi-CMOS工艺的高精度单向模拟开关研究

分析了一种以 Bi- CMOS工艺实现的高精度单向隔离模拟开关 ,这种开关用在高速A/D转换器中使电路结构大为简化。通过对开关特性的理论分析、电路模拟及工艺验证 ,证明了这种模拟开关所具有的高速可控性和传输信号的精度均优于双极工艺所实现的单向隔离模拟开关。

4π探测器获取系统多路模拟求和电路的研究

介绍了一种高速多路模拟求和电路 ,它接收≥ 2 0 m V的小幅度信号 ,在其 SUMBUS(求和总线 )产生每路 5 0 m V的输出信号。求和电路的输出信号可用于多重性鉴别和产生 4π多重探测器数据获取系统的 trigger信号。

用于16位流水线ADC的高速动态比较器设计

介绍一种用于16位100MS/s流水线ADC中第一级子ADC的开关电容高速动态比较器电路,在传统的前置放大器加锁存比较电路结构的基础上,设计再生比较器的复位信号,增加失调消除反馈环路,当输入信号在各基准电压判定点附近一定范围内时交叉输出0、1电平,一方面均衡噪声,另一方面消除因工艺制造失配等带来的失调误差的影响。电路采用0.18μm 1.8V1P5MCMOS工艺,在1.8V条件下传输延时约300ps,转换速率约100ps,功耗约250μA,失调电压仅约0.2mV,可以满足16位流水线ADC对比较器性能的要求。

一种高速宽带BJT模拟开关的设计与实现

本文采用射极跟随器、电流镜、非饱和电流开关等高速单元电路设计了一种新颖的BJT模拟开关 .它具有速度快 ,频带宽 ,隔离度高 ,动态范围大 ,线性好等优点 .介绍了电路结构 ,分析了电路的工作原理 ,给出了电路性能的仿真结果和芯片电路指标测试结果 ,并总结了电路的主要特点 .所设计的电路可以做成单片集成电路 。

两种改进结构型BiCMOS模拟开关

为了改善其速度和电流驱动性能,设计了两例BiCMOS模拟电子开关电路。设计过程中在电路的关键部位配置有限的双极型晶体管(BJT),而在电路的主体部分设置CMOS器件。优选了元器件参数,并采取提速和增大驱动电流的措施。通过仿真和硬件电路实验验证了开关电路性能,结果表明设计的BiCMOS开关电路在低电源电压2.6 V≤VDD≤3.6 V的范围内,综合性能指标——延迟-功耗积DP比CMOS开关电路平均降低了25.5 pJ,输出级的驱动电流可达1.39 mA以上,因而特别适用于低压、高速、大驱动电流的数字通信系统中。

一种大电流高速PIN驱动器的设计与实现

介绍了一种大电流高速驱动器。该驱动器包含输入差分比较电路、内部基准电路、倒相缓冲电路、输出功放电路,其主要功能是对输入的TTL信号进行转换,输出+5 V/-15 V信号;通过改变外部引脚的连接方式,可得到同相或反相输出,使用方便灵活。电路采用双极对通隔离工艺技术制造。电路输出具有150 mA的驱动能力,上升、下降时间小于30 ns,延迟时间小于50 ns,主要用于驱动PIN开关管。

10Bit 50Ms/s流水线结构模数转换器的仿真分析及设计

在详细分析了高速高精度模数转换技术原理的基础上,选择采用九级流水线结构实现具有10位分辨率、50Mhz采样频率的模数转换器电路。本文设计的九级流水线结构的模数转换器,采用全差分的开关电容电路实现。为了保证开关电容电路处理模拟信号的速度和精度,采用了差分跨导运算放大器,这个放大器采用共源共栅补偿和动态共模反馈,具有很好的增益和带宽。

高精度单向模拟开关的设计及其基于CMOS工艺的电路实现

提出并设计了一种基于 CMOS工艺实现的高速高精度的单向隔离模拟开关 ,该开关用在高速两步法 A/D转换器中使电路结构大为简化 .通过对开关特性的理论分析与电路模拟 ,证明了这种模拟开关具有高速可控性 。

多通道SAR型数字变换器的设计与实现

针对某项目多通道数字变换器的设计,提出了一种高可靠性、高精度的模数转换方案。为完成12路传感器信号的采集、4路电压电流的采集,对硬件电路进行了详细的分析与优化。待采集信号先后通过信号调理、模拟开关、分压跟随以及抗混叠滤波对其进行处理,并对链路的建立时间进行分析,最后采用逐次逼近型AD芯片进行转换,通过与上位机配合验证数据的采集精度。经过大量实验数据验证,采集精度均能优于0.5%,达到任务要求。