一种基于22 nm FDSOI工艺的低噪声快速锁定电荷泵锁相环

基于22 nm全耗尽绝缘体上硅(Fully Depleted Silicon-On-Insulator,FDSOI)工艺设计了一种能够快速锁定的电荷泵锁相环(Charge Pump Phase Locked Loop,CPPLL)电路,该锁相环利用FDSOI器件背栅偏置的特点来提升压控振荡器性能,采用了无死区的鉴频鉴相器(Phase Frequency Detector,PFD)和低失配电流电荷泵(Charge Pump,CP)以及低相位噪声结构的压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator,VCO)。研究了相位噪声的理论模型,基于理论参数进行电路设计和电路噪声降低。仿真结果表明,该锁相环锁定时间3μs,CP电流失配小于1%,VCO相噪水平达到-100.4 dBc/Hz@1 MHz,版图面积为0.14 mm^(2)。该锁相环具有锁定速度快,相噪低,频率精准等优点。

水下采油树油管挂C型锁环高效力学分析

为了有效解决水下采油树与油管悬挂器锁紧时,C型锁环与其驱动部件接触非线性和大变形非线性导致的计算收敛困难、速度慢的问题,提出了一种直接在C型环上加载径向位移替代传统驱动部件加载的方式进行有限元分析,并结合与驱动部件之间的力学关系推导获取C型环力学分析结果的方法。建立了C型锁环在径向位移加载下的理论数学模型,通过有限元分析验证了理论模型的正确性;结合实际应用模型,验证了该力学分析方法可有效提升有限元分析的收敛速度,具有较强的可行性与高效性,对类似部件力学性能分析具有重要的借鉴意义。

一种用于锁相环的环形压控振荡器设计

本文基于SMIC 65nm标准CMOS工艺提出了一种用于锁相环的环形压控振荡器的电路设计。包括了环形振荡器和缓冲整形电路。该环形压控振荡器有四级延时单元,并且延时单元采用了Maneatis对称负载。该电路在Cadence Spectre进行了仿真。结果表明,在电源电压1.8V时,频率调整范围为0.277GHz~1.33GHz,具有良好的线性度。频偏为1MHz时的相位噪声为-92.46dBc/Hz@1MHz,有良好的噪声性能。缓冲整形电路将压控振荡器的输出波形转换为轨到轨电压,使占空比等于50%,并提高了驱动能力。振荡器的稳定频率分别为400/500MHz。

重油加氢螺纹锁紧环换热器应用及运维策略

高压换热器是重油加氢裂化装置的核心设备之一,以螺纹锁紧环高压换热器应用最广。直径在φ1 600 mm以上者即为大口径高压换热器,该类换热器在国内部分炼油装置中出现过内漏情况。发生原因主要为内件和壳体膨胀差不同导致的,需要通过升级垫片和做好检修控制保证高压螺纹锁紧环换热器不发生内漏。

一种应用于DDR的低抖动锁相环设计

针对双倍速率同步动态随机存储器中锁相环抖动性能较差的问题,基于55nmCMOS工艺设计了一种低抖动锁相环。采用负反馈型比例-积分结构控制的电荷泵来获得良好的抖动性能并实现快速锁定,环型振荡器采用伪差分结构的预充电方式来提升时钟翻转速度。后仿真结果显示,在2.5V电源供电条件下,锁相环能够在2μs内锁定在3.2GHz频率处,其相位噪声约为-96.2dBc/Hz@1MHz。芯片测试结果显示,输出时钟周期抖动为-27.7~23.2ps。

收获机链条的接头种类与使用建议

接头也称连接链节,是收获机用链条的重要组成部件。其作用是将链条首尾相连,组成环形结构,接头脱落会给相关企业和用户带来很大损失。针对现实问题,从实用性出发,通过收集产品信息、一线反馈、故障解决等实践经验,从接头种类和使用建议2方面进行阐述,以期在产品设计、保养与维修作业中合理选用部件,减少或避免因接头所导致的设备故障和损失。

环网柜接地开关防误操作装置的研究

针对目前配网电气操作易出现的环网柜误操作的问题,研制一种环网柜接地开关防误操作装置,其具备“五防”逻辑判断,辅助配网开关防止误操作。该装置加入智能锁具优化传统配网锁具管理,并且在人工操作前对操作环境进行研判从而提升防误操作水平。通过现场实验表明,使用该装置防误操作准确性为99.86%,能够降低误操作风险概率,保证配电网安全可靠运行。

基于内置时钟的低功耗高精度SPAD阵列读出电路

SPAD阵列的规模不断扩大对读出电路(Read-out Integrated Circuit,ROIC)提出了更高的要求,时间数字转换器(Time to Digital Converter,TDC)是ROIC的核心电路,完成对光子飞行时间(Time-of-Flight,TOF)高精度量化。为避免大规模阵列中高频时钟信号长距离走线而引起的串扰和噪声干扰,抑制初相误差引起的检测精度退化,设计了一种基于内置时钟的ROIC阵列电路,阵列像素间距均为100μm,内置于各像素内的门控环形振荡器(Gated Ring Oscillator,GRO)独立提供像素TDC所需的高频分相时钟信号,各像素GRO均由像素外置锁相环(Phase Locked Loop,PLL)产生的压控信号控制。由于采用一种基于事件驱动的检测策略,只量化光子事件有效触发的TOF,有效降低了系统功耗。该芯片采用TSMC 0.18μm 1.8 V标准CMOS工艺制造,测试结果表明:TDC的时间分辨率和量程分别为102 ps和100 ns,微分非线性DNL低于0.8 LSB,积分非线性INL低于1.3 LSB,系统功耗小于59.3 mW。

Figure-9腔锁模全保偏掺铒光纤飞秒激光器

针对特殊应用领域对高可靠性、轻量化、输出功率大于100 mW、重频大于50 MHz的飞秒激光器的需求,设计了一种Figure-9腔锁模全保偏掺铒光纤飞秒激光器,通过在腔锁模振荡器中引入π/2相移偏置,降低了振荡器的自启动锁模阈值。实验结果表明:当泵浦功率为130 mW时,振荡器可获得平均功率为12 mW、重频为85.89 MHz、脉冲宽度为249 fs的稳定锁模脉冲序列输出;采用一级正色后向泵浦散掺铒增益光纤放大器进行放大后,最终可获得平均功率为113 mW、脉冲宽度为107 fs的飞秒脉冲序列输出。

喷丸对钢圈锁紧面微动磨损的影响研究

基于Archard磨损数学模型建立了锁圈与钢圈锁紧面的微动磨损模型,分析了在无喷丸应力状态下磨损深度随循环周次的变化。通过ABAQUS SIGINI子程序施加初始喷丸残余应力,分析了不同喷丸应力对钢圈锁紧面的接触压应力、滑移幅值、摩擦切应力等微动参量的影响。结果表明:在无喷丸应力时,磨损深度随循环次数的增加而增大,最大磨损深度出现在钢圈锁紧面侧面接触边缘处。在循环周次150000周次下,随着喷丸应力的增加,钢圈锁紧面侧面接触边缘的接触压应力、滑移幅值、摩擦切应力、磨损深度逐渐降低,同时微动参量向过渡圆角处转移。喷丸应力在-100、-200 MPa时对钢圈锁紧面起到较好的抗微动磨损效果。

改进滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制

基于永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)无位置传感器控制系统中的传统SMO(sliding mode observer)算法在转速及转子位置估算中存在较大抖振及系统鲁棒性较差问题,提出了一种滑模增益自适应的混合变指数幂次趋近律,以双曲正切函数代替开关函数,采用积分滑模面取代传统滑模面以消除定子电阻的影响。针对传统SMO反电势估计值中运用固定频率低通滤波器(low pass filter,LPF)滤除谐波时截止频率无法精确设置而引起一些低次谐波无法滤除,将转速信息引入LPF截止频率中构成变截止频率LPF,并将滤波后的反电动势观测值引入高阶锁相环(high order phase-locked loop,HOPLL),通过附加状态变量的引入,可改善转速及转子位置的观测性能。最后基于MATLAB/Simulink进行仿真实验,其中在转速及转矩突变工况下转速脉动分别降低了80%和37.2%,表明了所设计算法的有效性。

GHz重复频率亚百飞秒克尔透镜锁模Yb:CaYAlO_(4)激光器

GHz重复频率飞秒激光具有高单纵模功率和高采样速率等优点,在科学前沿和工业加工等领域具有重要的应用价值.受限于锁模原理和泵浦源的可用功率,GHz重复频率克尔透镜锁模激光器的平均输出功率通常仅为数十到百毫瓦量级,限制了其直接应用.基于此,本文报道了利用高功率单模光纤激光器泵浦的GHz重复频率高功率克尔透镜锁模飞秒激光器.通过合理的腔模设计,构建了四镜环形腔结构,使晶体中激光模式可以和整形后的泵浦光形成良好匹配,以利于软孔克尔透镜锁模的实现.在8 W的泵浦功率下,首次在Yb:CaYAlO_(4)激光器中实现了GHz重复频率的亚百飞秒高功率锁模运转,平均输出功率为2.1 W,重复频率为1.8 GHz,脉冲宽度为88 fs,对应峰值功率大于10 kW.该实验结果表明Yb:CaYAlO_(4)晶体具有产生GHz重复频率高功率飞秒激光的潜力,高功率短脉宽GHz飞秒激光器可为光学频率梳和微加工等领域提供优质光源.

基于自适应二阶广义积分器的PMSM无传感器控制

为抑制基于传统高频脉振电压注入算法的永磁同步电机无传感器控制系统中由于滤波器的叠加使用导致的滤波延迟及观测精度较低等问题,提出一种自适应广义二阶积分器(adaptive second-order generalized intergrator, ASOGI),将转速引入特征频率及比例系数中,动态调整系统带宽及选频性能,并将其分别应用于高频响应电流的提取及二倍高频分量滤波,取代带通滤波器(band-pass filter, BPF)和低通滤波器(low-pass filter, LPF),此外,提出一种改进锁相环(phase-locked loop, PLL)算法,基于SOGI提取谐波幅值并消除观测环中注入电压幅频及电机参数的影响。最后运用MATLAB/Simulink进行仿真实验,其中在转速转矩突变时的转速及转矩脉动分别降低了50%和60%,表明了该方法可有效改善系统动态响应及观测精度。

自注入锁定微腔克尔频梳的锁定态研究

当前自注入锁定频梳理论研究在不同参数对于自启动效果的影响的探究尚不完善,用于解释锁定机理的工作点理论与数值仿真的结果差异较大且无法很好地解释部分实验现象。本文利用包含微腔背散射效应的LLE (Lugiato-Lefever Equation)方程,构建了自启动克尔微梳模型,使用基于分步傅里叶算法的数值仿真并结合各参数的物理内涵,探究了模型关键参数对于频梳自启动锁定态的影响;在此基础上,针对现有自注入锁定微腔频梳锁定理论不足的问题,从模型基本公式出发,修正了工作点锁定理论,提升了对自启动数值仿真中锁定态预测的准确性,提高了理论预测与数值仿真和实验结果的契合度。

加氢装置循环氢流量波动原因分析

某炼油厂2.2 Mt/a渣油加氢装置循环氢压缩机出口流量出现了较大幅度的异常波动,且循环氢流量较低,反应器催化剂床层压力降波动大,装置处理量提升困难。对引起波动的原因进行了分析,确定根本原因为混合氢与热高分气螺纹锁紧环换热器内漏,装置正常生产过程中,应确保平稳操作,并密切关注螺纹锁紧环换热器螺栓预紧力的变化情况,为解决同类装置生产过程中遇见的类似问题提供借鉴。

机抖陀螺锁区补偿的角度随机游走改善分析

二频机抖陀螺每个抖动周期要两次经过锁区,每次过锁区时的随机误差会使激光陀螺产生随机游走。在工程上实现了二频机抖陀螺的锁区补偿,并采用Allan方差方法分析了锁区补偿前后输出数据的角度随机游走,实验结果表明,锁区补偿后随机游走具有大幅度的改善。首次报道了机抖激光陀螺中锁区补偿对角度随机游走的改善。

锁环式快开盲板强度分析及疲劳评定

通过对快开盲板的应用场合和结构特点介绍,以锁环式快开盲板为例进行有限元分析,求得设计载荷下的应力状态,对10条危险路径进行强度评定并进行了疲劳评定、水压试验工况下应力校核以及密封性能评定,结果表明,该锁环式快开盲板在设计条件下满足强度要求和疲劳要求,在水压试验工况下满足强度要求和密封要求。同时对锁环式快开盲板的材料选择、密封结构选择,设计计算注意事项等方面提出建议,为快开盲板的结构优化、定期检验维护等提供了参考。

临氢螺旋锁紧环换热器泄漏机理分析及返修热处理研究

某炼化企业加氢裂解装置在开工过程中发生了循环氢热高分气换热器筒体开裂泄漏。类似案例在国内其他炼化企业多次发生,开裂部位大体区域呈相同或径向对称现象。因此,如何从装备全生命周期管理即设备先期设计、制造、检验检测、安装施工、运行管理和维护检修现场等方面规避此类风险,且如何在失效现象出现后进行高效、优质和可靠的返修处理,是炼化企业日常生产活动中亟待解决的问题。通过对失效机理进行校核和分析,给出风险削减模式,并提出整套的返修方案及后评价,切实保障该型装备及其所在装置安、满、长、稳、优运行。

锁口悬挂式逆作竖井在顶管施工中的应用

市政排水工程竖井多采用开槽施工的工艺,施工方便,但是存在开挖面较大,对周围环境影响较大的缺点,同时在城市核心商业区,地下管线复杂,部分管线难以探明,造成开槽施工无法进行施工。针对开槽施工工艺的不足,提出一种锁口悬挂式逆作竖井施工工艺。能够在保证无法改迁管线正常使用的情况下不影响工作井的施工。该文结合工程实例介绍锁口悬挂式逆作竖井的设计原理、施工工艺流程以及操作要点。

闭锁环吊卡的结构优化与应用

在油田修井作业过程中,为了降低作业人员的操作风险,减轻人员的劳动强度,同时还为了符合轻量化的设计理念,降低吊卡的制造成本,对闭锁环吊卡的闭锁环和内衬进行了优化设计。闭锁环吊卡使用同一个吊卡体,只需要通过更换闭锁环和内衬即可满足27/8″和27/8″EU两种管径油管的悬吊。采用大载荷吊卡,通过降低最大使用载荷,对吊卡进行结构优化,节约了设计成本和制造成本,并进行载荷试验和磁粉探伤,验证设计的可行性。现场应用结果表明,通过气控阀可以远程控制闭锁环吊卡的打开和关闭,只需要对现有吊卡做适当的改进,可以有效控制设备投入成本。