一种用于体域网接收机的多路缓冲器设计

设计了一种基于0.35μm CMOS工艺的多通道缓冲器电路,该电路可用于多路接收机中的输出级,以改善输出级的驱动能力。为了应对多路接收机输出端多路缓冲器的设计需求,电路以多个缓冲器为核心,结合多级寄存器、开关阵列,使芯片具备可编程功能。该电路利用多级寄存器每一级的控制信号,实现了在传输过程中通道、缓冲器的切换,控制信号可以采用串行、并行两种传输方式写入。电路的测试结果表明,芯片具备串行、并行两种指令写入方式的功能,缓冲器的-3 dB带宽达到36 MHz,压摆率达到330 V/μs。

基于矢量信号发生器和频谱与信号分析仪的包络跟踪系统性能测试

包络跟踪技术采用射频信号的包络作为功率放大器的电源,从而提高功率放大器的功率附加效率(PAE)。包络信号与射频信号的同步与对齐对于整体包络跟踪系统的效率提升具有重要影响,也给测试系统带来了较大的挑战。本文介绍了利用R&S公司的矢量信号发生器SMW200A和频谱与信号分析仪FSW对基于自主设计的SOI CMOS工艺的电源调制器芯片和功率放大器芯片搭建的4G LTE终端包络跟踪系统进行测试,同时获取最佳的效率和线性度性能。

用于可寻址生物电子芯片信号源系统的设计及应用

直接数字式合成(DDS)是频率合成领域内一种关键的技术,广泛应用在无线电通信领域。随着生物芯片技术的发展,基于介电电泳的生物芯片对信号源的需求越来越强烈。提出基于DDS模块AD9850的介电电泳生物芯片的信号源系统,提供一组频率在1 kHz^30 MHz,幅值在0.5~4 V的同频等幅同反相正弦信号,实际应用于一种可寻址的细胞捕获微流控芯片。测试结果表明,所设计的信号源系统能很好满足介电电泳生物芯片对信号源的需求,将其应用于研发的介电电泳生物芯片上,成功实现了对肿瘤细胞的捕获。

Spring新特性之Java Config在Web开发中的应用

为提高项目开发的效率,对Spring新特性Java Config在Web开发中的应用作了深入研究。以传统的使用XML配置Spring的方式为对比,对新特性Java Config的使用方法和其优势作了介绍。以实际案例的形式具体描述了Spring中XML配置方式和Java Config配置的方式。结果表明,Java Config在Web项目开发中具有操作简单、编译器错误检查、更符合程序员编程规范等优势。使用Java Config的方式还可以配合Servlet3.0完全去掉传统Web项目中固有的web.xml文件。Java Config将成为Web开发的流行趋势。

基于工字型双模谐振器的恒定带宽调频滤波器的设计

为提高可调滤波器的带外抑制度和频率选择性,提出一种基于工字型双模谐振器结构的二阶拓扑结构恒定带宽调频滤波器。对工字型双模谐振器进行奇偶模方法分析,揭示了带宽恒定和带外传输零点引入机理,通过二阶拓扑结构布局及独立分立元件加载,增加了滤波器外部品质因数,进一步提高了滤波器带外抑制度和频率选择性。所实现的调频通滤波器电路尺寸为30 mm×25 mm,保持400 MHz绝对带宽恒定,中心频点从1.4~2.0 GHz连续可调,通带内最大损耗为4.5 dB,阻带有三个传输零点。该滤波器具有可调频点范围广、带宽恒定、带外抑制度和频率选择性较高的优点。

24 GHz FMCW车载测距雷达系统设计

为了研制汽车防撞系统,设计了一款24 GHz FMCW雷达系统。该系统包括雷达射频模块、中频信号处理模块和数字基带处理模块。雷达射频模块采用基于异质结场效应晶体管NE3514研制的雷达射频模块传感器实现;中频信号处理模块由高通滤波器、可变增益放大器、低通滤波器构成。采用TLV2374运算放大器设计实现高通滤波器,TLV2374运算放大器与数字电位器MCP42100设计实现可变增益放大器,AD8532运算放大器设计实现低通滤波器;数字基带处理模块采用STM32F407微处理器完成数据采集与信号特征提取以及系统控制。该车载测距雷达能够实现90 m的距离测量。

2～6 GHz宽带功率放大器模块设计

实现了一款GaN超倍频功率放大器。基于CREE公司型号为CGHV60040D裸芯片,通过对芯片外围键合线和微带线进行建模及电磁场仿真,利用最佳负载阻抗匹配的原理,并借助仿真软件设计优化了宽带匹配网络,最终完成了一款工作在2~6GHz的单管宽带功率放大器。对所设计的宽带功放模块进行脉冲测试,在1.8~5.5GHz的宽频带范围内,增益为10~13dB,输出功率43dBm以上,功率附加效率(PAE)达到40%以上。

3.3～3.9 GHz宽带Doherty功率放大器的设计

本文实现了一款GaN宽带Doherty功率放大器.基于CCGH40025管芯,在ADS(Advanced Design system)中进行微带线建模与模型的电磁场仿真.利用双阻抗匹配的原理,使用ADS中随机优化以及梯度优化的方法,进行微带线的优化仿真,设计一款工作在3.3~3.9GHz的Doherty宽带功率放大器.仿真实现最大输出功率48dBm,效率65%以上,功率回退6dB,输出功率42dBm,效率47%以上.这种设计方法可应用于宽带射频通信系统中.

Ku波段便携式雷达收发系统设计

介绍了一款单发双收的便携式雷达收发系统设计。该系统采用了多芯片微组装技术实现了本振源、收发通路以及控制电路的小型一体化设计,适应了现代化雷达对集成化、小型化、强电磁兼容性的设计要求。它的工作频率在Ku波段,发射功率达到8 W,接收增益达到50 d B。最后对整个模块的测试结果进行了对比分析,该模块的接收增益要比文献[1]设计的模块大10 d B,体积大小只有文献[1]设计的43.9%。

基于压电薄膜传感器的心率呼吸率实时监测

通过对基于压电薄膜传感器的生命体征信号采集技术进行研究,提出了采用小波变换及新的时域寻峰算法得到心率和呼吸率,并将结果进行实时展示的技术。采用小波分析对传到上位机的数字信号进行处理,得到不同尺度的信号分量,并对其进行重构,得到心跳、呼吸波形。采用简单寻峰与两次筛选相结合的方法得到人体的心率呼吸率。使用Lab VIEW实时展示波形,并与脉搏血氧饱和度仪测得的脉率进行对比,验证其精度。结果表明:通过算法处理可以得到平均误差在4%以内,准确度较高的心率呼吸率。

基于模糊PID的呼吸机流量控制系统的设计与实现

呼吸机是一种精密机械通气装置,对控制系统的响应速度和控制精度有严格的要求。呼吸机的工作介质为压缩性极强的气体,导致该系统具有非线性和扰动强等特性,对于非线性系统传统PID控制器已经无法达到控制要求,基于PID控制的各种自适应算法得到了广泛研究,比如神经网络整定PID控制、遗传算法整定的PID控制、迭代学习PID控制等,但这些算法复杂度较大,对于实时性要求较高的系统难以实现。针对上述问题,以国内某公司试生产的一款气动比例阀为研究对象,通过对其进行力学分析并结合控制经验,建立了一套模糊PID控制规则,设计硬件电路并在STM32F767微控制器上编程实现了该算法,实验结果表明响应速度和控制精度均较好,输出流量有效范围7 L/min—180 L/min,稳态误差≤±4%,响应时间≤30 ms,输出流量稳定,系统鲁棒性较强,满足呼吸机应用要求。

基于Android系统的智能循迹避障小车设计

智能循迹避障小车由控制系统Android设备和小车主体两部分构成。小车通过5路红外对管组成的循迹模块进行路径识别,通过3路超声波模块检测小车周边的障碍物,单片机(MCU)根据采集的环境信息控制小车按照正确的轨迹移动。采用蓝牙模块与上位机Android系统进行通信,采集的小车状态信息通过蓝牙模块上传至Android设备显示,Android设备通过蓝牙模块发送指令到单片机串口控制小车。智能循迹避障小车的研究在无人驾驶方面具有广泛的应用前景。

基于自组织神经网络的QRS波聚类方法

为提高查看大量数据动态心电(ECG)图时的效率,将波形聚类,采用埃尔米特函数和自组织神经网络,实现了室性早搏占比高情况下的心电波形聚类算法。使用MIT—BIH心率失常数据库,利用埃尔米特函数分解QRS波形为QRS向量,将所有QRS向量输入自组织神经网络进行分类。使用特征向量元素分析聚类结果,用阳性率指标对结果进行统计,平均真阳性率为91.2%,假阳性率为1.03%,验证了基于自组织神经网络的心电聚类算法的有效性。达到了将正常心搏和室性早搏心搏聚类的目标。

基于织物电极的动态心电监测系统

为了对人体进行日常心电监测,研制了一种高舒适度且具有优良的医学价值的动态心电监测系统。动态心电监测系统设计为T恤,将织物电极和导联线集成于衣物上,心电衣通过织物电极采集人体体表的心电信号,单片机(MCU)控制模/数转换模块对其采样,然后对采样后的信号存储在本地存储或者通过蓝牙发送至上位机。心电衣采用可以衍生标准十二导联的EASI导联体系,便于医生观察分析。设计的系统具有非常高的用户体验和较高的医学价值,适用于人们的日常生活场景,具有极高的实用性。

一种模糊C均值图像分割改进算法

提出了一种基于空间邻域信息和灰度分布信息的模糊C均值图像分割改进算法。将空间邻域信息引入目标函数中,充分考虑邻域像素对聚类的影响,定义新的特征距离为空间距离和灰度距离的加权和,并根据相同灰度的像素点在各个聚类集合的分布情况对特征距离进行修正,建立新的目标函数实现图像分割。将该算法应用于医学尿沉渣图像的分割中,实验结果表明,相对于FCM_S算法改进的FCM算法的分割质量更好,能够有效抑制噪声的干扰,鲁棒性较强,满足尿沉渣图像分割的应用要求。

可编程气动比例控制系统的设计与实现

气动比例阀是医用呼吸机的核心部件;针对呼吸机对控制系统快速性、精确性和平稳性要求越来越高的现状,基于国内某公司试生产的一款气动比例阀,以STM32F767芯片作为控制器核心,采用PID控制与模糊控制相结合的双环控制方式,结合驱动放大电路、UART接口电路、传感器电路,设计了一款气动比例阀流量控制系统;相较传统的比例阀控制器,增加了系统灵活性,稳态和动态性能均有提升,实验表明输出气体流量有效范围7~180L/min,稳态误差,响应时间,输出流量稳定,系统鲁棒性较强,满足医用呼吸机应用要求。

毫米波段的一分八路Wilkinson功分器设计

设计了一种在35 GHz毫米波段的一分八路Wilkinson功分器。使用HFSS软件对功分器进行仿真,通过对传统的Wilkinson功率分配器的改进,详细介绍了二功分器以及八功分器。设计的毫米波功分器具有体积小,频带宽的特点;具有较好的性能指标:在32～36 GHz范围内,参数S_(21)～S_(91)在-9～-9.5 d B之间,S11小于-15 d B。

低失调低踢回噪声双尾动态比较器设计

对传统双尾动态比较器的预放大器的增益进行了近似分析,提出了具有高预放大器增益和低输入参考失调电压的新型比较器。所提出的比较器对踢回噪声具有低灵敏度,因为在预放大器的输入和输出之间存在一个高阻抗路径,在TSMC 0. 18μm工艺和1. 8 V的电源电压下,对比了不同的比较器并进行了仿真验证。仿真结果表明:踢回噪声为3 mV,且所提出的比较器具有低功耗和低输入参考失调电压的优势,所提出的比较器适用于低踢回噪声、低失调的应用领域。

433 MHz CMOS功率放大器设计

基于IBM 0.18um SOI CMOS工艺,设计了一款工作在433 MHz的两级AB类功率放大器。驱动级和输出级均采用共源共栅结构以提高电源电压,从而提高输出功率。采用了自适应偏置电路解决了共源管和共栅管之间电压分布不均的问题,提高了电路可靠性。输入级采用了电压-电压反馈降低增益,提高电路稳定性。片内集成了输入匹配、级间匹配电路。后仿真结果表明,该放大器的增益为33.97 d B,1 d B压缩点为28.12 d Bm,PAE为23.86%。

高通量可寻址细胞捕获芯片控制系统的设计

针对传统介电电泳细胞捕获生物芯片的通量不高、且无法对微电极阵列进行寻址的问题,设计了一种适用于可寻址、高通量细胞捕获芯片的控制系统,开发了上位机的控制程序模块。下位机的控制电路模块包括STM32微控制器控制单元、信号产生单元、开关控制单元等。实验结果表明,所设计的控制电路系统能对具有32×32个微电极阵列的细胞捕获生物芯片的特定电极进行寻址,并对寻址到微电极加载同相、反相正弦信号。