1550 nm波段外腔窄线宽激光器增益芯片

针对外腔窄线宽激光器应用设计了一款半导体增益芯片,分析了斜率效率和增益谱特性,由于封装后增益峰红移会造成器件输出功率下降,指出设计中芯片的增益峰需偏离激光器激射波长。通过优化量子阱结构及材料应力,提高了芯片的斜率效率。为了降低芯片自身法布里-珀罗(FP)腔谐振效应,采用弯曲波导配合磁控溅射四层增透膜工艺,使芯片出光端面的有效反射率明显降低,提高了窄线宽激光器输出波长的稳定性。所设计芯片采用1%压应变量子阱材料,量子阱厚度为7.5 nm,量子阱数量为3个,芯片波导与解理面法线呈6°夹角。通过半导体流片工艺完成掩埋结芯片制作,并进行窄线宽激光器封装及测试,实现了1550 nm波段高效稳定的窄线宽激光输出。

电流模式变换器的完整小信号模型及环路补偿

基于连续电感电流条件下的峰值电流模式PWM控制降压变换器的功率级和控制级的小信号模型,得到了它在1/2开关频率以内的包括电流内环和电压外环的完整小信号模型。利用此模型从理论上分析了电流模式的优点,从电流内环环路增益的角度解释了斜坡补偿的必要性。通过推导电压外环环路增益表达式,提出了一种有意义的电压环路补偿方法,并给出它的验证结果。

电流模式控制的DC-DC变换器中电流环的设计

电流反馈环路是开关变换器中重要的模块之一,主要分析了常用的SENSEFET技术的不足,提出了一种优于SENSEFET技术的电流检测电路.该电路通过检测功率管上的压降反应电感电流的变化,利用工作在线性区的PMOS管代替电阻,采用体偏置跨导增大环路增益,提高检测精度,使输出检测电流与电感电流的比率几乎不受温度,工艺,电源电压等因素的影响.同时设计了一种自适应斜坡补偿电路,可根据输入,输出电压自动调节补偿斜率,有效解决了传统固定斜率斜坡补偿所产生的带载能力降低的问题.电路的输入电压范围为2.5～5.5V,工作频率为1MHz,可精确检测0～3.5A的电感电流,适用于大电流的开关变换器.

电流模PWM降压DC_DC片内补偿电路的设计实现

对单片电流模降压DC_DC的内部电流环与电压环的稳定性进行了分析研究,分别采用分段线性斜坡补偿与内置频率补偿技术,有效消除环路亚谐波振荡并克服了稳定性对输出负载以及误差放大器增益的依赖,提高了芯片的瞬态响应速度及输出带负载能力。采用TSMC0.25μmBCD工艺设计实现了一款高电压电流模PWM降压型的DC_DC芯片,spectre仿真结果表明,输出电流可达2A,其线性调整率和负载调整率均小于0.3%,输出电压对负载1A时的阶跃响应时间小于70μs。

并联半桥谐振变换器分析与研究

基于开关电源小型化的发展趋势,分析传统开关电源变换器的原理及缺陷,提出一种并联半桥谐振电路的设计方法。对传统开关电源变换器的结构进行改进,采用零电压开关电路的分析方法,解决开关电源体积及能量损耗的问题,有效地提高开关电源的效率。

陆架斜坡海域声场特性对常规波束形成阵增益的影响

常规波束形成是水下阵列信号处理中最基本的处理环节.陆架斜坡海域特殊地形所带来的水下声场变会影响阵增益.以往的研究中,只关注声场相关性对阵增益的影响.本文基于水声信号传播理论,研究常规束形成阵增益与陆架斜坡海域水下声场之间的关系,证明声场相关性和传播损失是影响阵增益的内在因素并推导了各向同性噪声场中常规波束形成阵增益与两者之间的关系式.结果表明:1)常规波束形成阵增益声场相关性和声传播损失共同决定,其最大值不超过10lg M;2)当两个不同接收位置的传播损失相似时,阵各阵元间的声场相关性越高,阵增益越大;3)当两个不同接收位置的传播损失相差较大时,阵增益与声相关性不再是正相关关系.利用RAM声场软件,在陆架斜坡海域上坡波导环境中,对水平阵常规波束形成增益与声场相关性和传播损失的关系进行仿真验证.

双面坡型太阳能干燥器设计及研究

对双面坡型太阳能干燥器的性能，各朝向集热面全日及逐时阳光得热量及其分布规律和影响因素进行了讨论，实测了双面坡型干燥器温升保证率、日效率，并和自然摊晒干燥速率进行了对比，表明双面坡型太阳能干燥器性能良好。

5~20GHz具有正斜率增益的超宽带放大器

在宽带相控阵系统中,随着频率的增加,开关、移相器、衰减器等无源元件的插入损耗随着频率增加而增大,即具有负斜率增益。无源元件的负斜率增益特性使得宽带相控阵系统的增益不平坦。针对这个问题,提出了一款5~20 GHz具有正斜率增益的超宽带放大器,用于补偿无源元件在宽频带内的负斜率增益,以取得相控阵系统整体增益平坦的效果。该超宽带放大器采用三级分布式放大器结构,并采用共发射极共集电极级联结构以取得更高的增益。同时,使用基于发射极的并联RC网络的反馈技术,实现了增益的正斜率。该放大器采用0.13μm SiGe BiCMOS工艺设计并流片。测试结果表明,在5、15和20 GHz时放大器增益分别为9.8、16.0和18.1 dB。在5~20 GHz频率范围内,该放大器具有8.3 dB的增益补偿能力,带内噪声系数最小值为3.7 dB,输入、输出回波损耗均小于-10 dB,1 dB压缩点输出功率大于8.5 dBm,芯片面积为0.70 mm×0.94 mm。

突发通信中的AGC斜率分析与设计

自动增益控制(AGC)是通信接收机中的一个重要设计环节,它能够根据输入端信号大小自动调整接收机增益,从而让接收机的动态范围得到极大扩展。然而,在部分自动增益控制电路中,由于非线性元器件的使用,如PIN二极管等,使得接收机的增益控制特性相应出现了非线性现象。针对这一问题,介绍突发通信中接收机自动增益控制斜率设计不当会引发的问题,并对该问题进行深入分析,提出了解决方法。通过实验验证,证明该方法行之有效。

基于正斜率增益放大的新型中频放大电路

在目前车流量雷达的中频电路设计中,基本上是采用同增益放大电路来放大中频信号,导致中频输出信号和中频输入信号的动态范围相同。由于受限于后端的信号处理能力,所以能够检测到的中频输入信号的动态范围较小,探测距离有限,使得车流量雷达通常只能同时检测4车道。针对该问题,提出采用正斜率增益放大电路来放大中频信号,可有效地减小中频电路输出信号的动态范围,便于后端的信号处理,能够检测的中频输入信号的动态范围也就比以前更大,从而有效提高了探测距离,使得车流量雷达能够同时检测8车道。实测结果证明了所提正斜率增益放大电路的有效性。

大动态范围AGC系统的构建与仿真

针对科研实践中需要采集大动态范围模拟信号的问题,构建基于可变增益放大器8369的数字AGC系统。采用基于双斜率滤波技术的设计,给出AGC控制算法的实现流程,利用Matlab仿真引入算例证明算法的可行性,并讨论算法中关键参数取值对控制精度的影响。实际系统达到50dB动态范围的设计目标。

基于双极型晶体管的温度传感器

提出了一种基于双极型晶体管(BJT)宽温度范围的温度传感器。该温度传感器电路通过两个温度特性互补的电流产生一个高斜率的电压,采用电流增益补偿技术和斩波稳定技术来提高传感器输出电压的线性度,同时可通过合理调节电阻值和电流镜比例获得不同的输出电压。在0.18μm HVCMOS工艺下对传感器进行仿真,结果表明,在-55~125℃的温度范围内,温度传感器的温度系数为11.2 mV/℃,误差在-0.8~0.8℃。

正激变换器中反馈网络的设计

本文以正激变换器为例，详细地讨论开关电源中反馈网络的设置。主要讨论电源中除误差放大器以外的其它参数已经确定的情况下，如何进行误差放大器补偿网络的设计。

建筑物太阳电池板不同安装方式下的聚光增益

为提高光伏一体化建筑太阳能的利用率,提出一种求瞬时太阳辐射能的数学模型,并通过对其积分获得太阳电池板年聚光量的计算方法。为修正误差,引入月平均日照系数。以建筑物光伏一体化国家重点试点地区为例,计算了太阳电池板的最佳坡度角及四种典型安装方式下的年聚光量和聚光增益。结果表明,与南立面安装的太阳电池板相比,最佳坡度角、纬度角和平顶安装的太阳电池板年均聚光增益分别为64.54%、64.45%、45.94%。

陆架斜坡海域水平阵波束形成阵增益仿真分析

陆架斜坡海域海洋环境复杂多变,水下声基阵在该海域实际应用时,阵元接收信号的幅度和相位会发生畸变,阵元间信号相关性减弱,会带来波束形成器阵增益的严重下降,进而导致声呐探测性能的损失.目前陆架斜坡海域不同波束形成器阵增益的研究较少见,本文在各向同性噪声场假设条件下,针对陆架斜坡海域上坡波导环境中水平阵的常规波束形成器(CBF)、最小方差无失真响应波束形成器(MVDR-BF)和特征值波束形成器(EBF)的阵增益进行仿真研究.结果表明:(1)CBF和MVDR-BF的阵增益均与声场水平纵向相关性有关,当水平阵的阵元个数超过一定值时,两种波束形成器的阵增益均不再随着阵元个数的增加而增大;(2)EBF的阵增益由信号协方差矩阵最大特征值与其所有特征值之和的比值决定;(3)当接收数据信噪比为.10 dB时,MVDR-BF的阵增益高于CBF,但两者均小于EBF的阵增益.

多电平全光幅度再生器的整形特性

提出用线性增益和增益斜率分别表征多电平全光幅度再生器的放大和整形特性。利用多电平全光幅度再生器的增益斜率曲线,可确定再生器的整形范围、最佳工作点以及可再生电平数目。重点分析了基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的多电平全光幅度再生器整形特点,其增益斜率曲线是一个余弦振荡函数,信号振幅越小,可再生电平数就越多。结果表明,脉冲幅度调制信号经过MZI多电平全光幅度再生器后,幅度噪声可得到有效抑制,但相位抖动增加。

输入信号功率对EDFA增益斜率的影响

研究输入信号功率对掺铒光纤放大器(EDFA)增益斜率的影响,可为EDFA的优化设计提供理论参考。采用了实验分析和数值模拟两种方法,在EDF长度为14m,输入波长为1530～1562nm,泵浦光功率为400mW时,对输入信号功率为-5～5dBm的EDFA增益斜率进行了对比,发现随着输入信号功率的增大,增益斜率也逐渐增大,并且数值模拟结果与实验结果相一致。