双回路自适应增音调制系统

在普及增量调制器编码调制器的基础上,加上一个自适应反馈环对语音信号和平直频谱信号的模数变换,研制了两种自适应增量调制编码器.采用数字/模斜率检测器和场效应管扩张器构成的自适应电路,集中频谱信号编码器的动态范围,可以扩展到35db以上,而信噪比大于28db,脉冲重复频率只需要32KC.对平直频谱信号,数码率40kb/S时,可以达到同样结果,而且整个频带上信噪比保持不变.所以这种编码器相当于7位码的PCM系统,但首码率都只需要32kb/S或40kb/S.     

自适应增量调制方法的比较研究

本文用计算机模拟,以实际话音信号输入对三种有代表性的自适性增量调制系统进行了比较研究。这三种系统是连续可变斜率增量调制(CVSD),固定系数增量调制(CFDM),和改进的混合压扩增量调制(HCDM)。三种系统中,不管信道误码情况如何,HCDM所得到的信号量化噪声比与动态范围性能都最好。在理想信道情况下,CVSD和CFDM上比较,最大信号量化噪声比几乎相同,但CFDM的动态范围要显著大于CVSD系统。在噪声信道中,随着误码率增大,CFDM系统的性能劣化比其他两种系统更为迅速。对于误码率在10~-3以上的信道,传输码率低于 16kb/s时CFDM就无法使用了,但用HCDM或CVSD,甚至误码率高到10~-1还可以作到可懂话音传输。     

图象信号的三态ADM编码的研究

本文首次提出了三态自适应增量调制编码方法。通过对图象信号进行编码和滤波的模拟研究,证明了这种三态ADM编码的动态范围比二态ADM编码增大6—10dB,信噪比改善约为1.5—3.5dB,并保持了可实现无乘法滤波的特点。     

多路数字立体声光纤传输系统

本文提出一种时分多路立体声光纤传输系统,该系统能够高质量地同时传输四路立体声和四路辅助声音。立体声的频带从20Hz到20kHz,取样频率为48kHz,用16位线性编码,传输码速为8448kb/s。经测试,系统信噪比大于82dB,动态范围和声道隔离度大于90dB,其它指标均大大超过模拟传输系统。文中叙述了系统和关键部件的设计、组成和测试结果。该系统已被实际使用。     

一个用于GSM的80dB动态范围∑-Δ调制器

设计了一个用于GSM系统的Sigma-Delta调制器．GSM系统要求信号带宽大于200kHz，动态范围大于80dB．为了能取得较低的过采样率以降低功耗，采用了级联结构（MASH）来实现，与单环高阶结构相比，它具有稳定及易于实现的优点．设计工作时钟为16MHz，过采样率为32，基带带宽为250kHz，电路仿真可以达到最高82dB的SNDR和87dB的动态范围．芯片采用SMIC0．18μm工艺进行流片，面积为1．2mm×1．8mm．芯片测试效果最高SNDR=74．4dB，动态范围超过80dB，测试结果与电路仿真结果相近，达到了预定的设计目标．芯片工作在1．8V电源电压下，功耗为16．7mW．     

一种新型三维MEMS电容式矢量水听器研制

介绍了一种基于MEMS工艺设计的电容式矢量水听器.该矢量水听器的检测单元包括一个“三明治”结构敏感芯片和一个采用变送集成技术的信号调理电路.通过优化敏感芯片的结构和低噪声的信号调理电路,使矢量水听器得到很高的灵敏度、分辨率.利用MEMS微机械加工工艺制作出矢量水听器,检测单元相互正交并进行了声学灌封.矢量水听器完成了水下驻波场测试,测试结果表明:该矢量水听器的接收灵敏度在1 000Hz时达到-180 dB(0 dB re 1 V/μPa),动态范围大于120 dB.     

基于时分外差法检测的非对称薄壁壳型光纤一维地震波检波器

研制了基于时分外差法检测的非对称薄壁壳型光纤一维地震波检波器, 该检波器易于扩展为三轴分立式地震波检波器, 具有检测动态范围大, 易于构成大规模时分复用传感网络的优点。建立了非对称地震波检波器的理论模型, 分析了各结构参数对其灵敏度的影响; 搭建了基于光学同步参考信号的时分外差法测试系统, 进行了外差系统的稳定性测试, 测量了地震波检波器的频响曲线, 结果表明外差系统测量信号波动小于0.1dB; 工作频段20~800Hz内加速度平均灵敏度为28.5dB re rad/g, 与理论仿真结果基本吻合。     

基于时分外差法检测的非对称薄壁壳型光纤一维地震波检波器

研制了基于时分外差法检测的非对称薄壁壳型光纤一维地震波检波器,该检波器易于扩展为三轴分立式地震波检波器,具有检测动态范围大,易于构成大规模时分复用传感网络的优点。建立了非对称地震波检波器的理论模型,分析了各结构参数对其灵敏度的影响;搭建了基于光学同步参考信号的时分外差法测试系统,进行了外差系统的稳定性测试,测量了地震波检波器的频响曲线,结果表明外差系统测量信号波动小于0.1dB;工作频段20~800Hz内加速度平均灵敏度为28.5dB re rad/g,与理论仿真结果基本吻合。     

一个用于GSM的80dB动态范围∑-△调制器

设计了一个用于GSM系统的Sigma-Delta调制器.GSM系统要求信号带宽大于200 kHz,动态范围大于80dB.为了能取得较低的过采样率以降低功耗,采用了级联结构(MASH)来实现,与单环高阶结构相比,它具有稳定及易于实现的优点.设计工作时钟为16MHz,过采样率为32,基带带宽为250 kHz,电路仿真可以达到最高82dB的SNDR和87dB的动态范围.芯片采用SMIC 0.18μm工艺进行流片,面积为1.2mm×1.8mm.芯片测试效果最高SNDR=74.4dB,动态范围超过80dB,测试结果与电路仿真结果相近,达到了预定的设计目标.芯片工作在1.8V电源电压下,功耗为16.7mW.     

一个用于GSM的80dB动态范围∑-△调制器

设计了一个用于GSM系统的Sigma-Delta调制器.GSM系统要求信号带宽大于200 kHz,动态范围大于80dB.为了能取得较低的过采样率以降低功耗,采用了级联结构(MASH)来实现,与单环高阶结构相比,它具有稳定及易于实现的优点.设计工作时钟为16MHz,过采样率为32,基带带宽为250 kHz,电路仿真可以达到最高82dB的SNDR和87dB的动态范围.芯片采用SMIC 0.18μm工艺进行流片,面积为1.2mm×1.8mm.芯片测试效果最高SNDR=74.4dB,动态范围超过80dB,测试结果与电路仿真结果相近,达到了预定的设计目标.芯片工作在1.8V电源电压下,功耗为16.7mW.     

用于WLAN接收机的流水线A/D转换器设计

为一款支持802.11a/b/g协议的WIAN芯片设计了接收机内部的流水线A/D转换器.采用运放共享技术,减少了一半的运算放大器,节省了芯片面积,并降低了功耗.该A/D转换器采样速率为40 MHZ,设计精度为10位,使用HJTC 0.18μm 1P6M CMOS工艺流片并测试成功,当输入频率为1 MHz、无杂散动态范围为61.43 dB的正弦信号时,测得输出数字信号的无杂散动态范围为58.6 dB,信号与噪声谐波失真比为52.87 dB,有效位数为8.49位.     

基于极点配置的400Hz逆变电源系统设计

针对单相400Hz逆变电源系统的控制特点,引入输出电压瞬时值外环和电感电流内环的双环反馈控制,采用极点配置与PI控制相结合的方法对系统进行了设计,并根据状态空间理论建立了系统数学模型。仿真结果表明,该方案动态响应快、稳态精度高、THD小、带负载能力强。     

基于93000 ATE的高速高分辨率ADC动态参数测试

基于Verigy 93000 ATE,采用外挂高性能晶振和射频信号源的测试方案,实现了11位分辨率AD80141最高400 MHz输入信号的测试。结果表明,输入信号为140 MHz以下时,SNR测试值与目标值相差不到1 dB;输入信号为300 MHz、400 MHz时,SNR测试值分别达到59.46dB和57.03 dB。     

MPEG—2量化器的区域自适应率失真优化

提出一种MPEG－2量化器的区域自适应率失真优化算法。这种算法考虑了信源在量化器量化判决区域的分布，通过寻找最小的拉格朗日率失真费用函数，获得量化器的判决电平。根据量化器输入信号的分布自适应地选择量化判决电平提高了量化器的率失真特性，与TM5的量化方法相比，区域自适应率失真优化的量化方法可使亮度分量和色度分量的信噪比分别提高大约0．5dB和0．1dB。     

一种应用于高速电流型DAC的电流开关驱动器

就电流开关驱动器对高速电流型DAC动态性能的影响因素进行了分析,给出了设计应对措施,并设计了一种结构简单使用了同步锁存技术、低驱动信号摆幅技术和低信号交叉点技术的电流开关驱动器电路.基于SMIC 0.18μm CMOS工艺模型,采用Hspice仿真工具,对电流开关驱动器进行仿真分析,结果表明所设计驱动器电路功能正确.测试结果表明,应用该电流开关驱动器的一款嵌入式14位400MSPS DAC电路在输出80 MHz正弦信号时,达到76.47 dB的无杂散动态范围,所设计电流开关驱动器能保证高速电流型DAC的良好动态性能.     

系统级封装的S频段射频收发模块研制

研制了一种小体积的S频段射频收发系统级封装( SIP)模块,内部集成了基于多种工艺的器件。模块接收通道一次变频,发射通道二次变频,内部集成中频和射频本振信号源。模块采用双腔结构,不同腔体之间通过绝缘子进行垂直互连,大大减小了模块体积,模块体积为40 mm×40 mm×10 mm。模块采用正向设计,其主要指标的测试结果为：接收通道动态范围-100~-40 dBm,输出信号0~2 dBm,噪声系数小于等于2.8 dB,带外抑制大于等于50 dBc;发射通道输出信号大于等于2 dBm,二次、三次谐波抑制大于等于60 dBc,杂波抑制大于等于55 dBc,相位噪声在1 kHz和10 kHz处分别小于等于-82 dBc/Hz和-91 dBc/Hz。实测结果与仿真结果基本一致。     

数字化PGC解调光纤水听器的动态范围

阐述了基于数字化PGC解调的光纤水听器基本原理,对该系统最大可测信号及最小可测信号进行了理论分析,得出了系统动态范围的主要决定因素。搭建光纤水听器系统,测试了光纤水听器系统的自噪声谱级,建立标准得到系统的最大可测信号。当带宽为63～1600Hz时,测得系统的动态范围高达108～120dB。     

具有量化噪声抑制的小数分频器

介绍了一款用于分数分频频率综合器的具有量化噪声抑制功能的小数分频器。使用4/4.5双模预分频器,将分频步长降为0.5,使带外相位噪声性能提高6 dB。ΣΔ调制器和分频器的配合使用一种非常简单的编程方式。采用同步电路消除异步分频器的抖动。采用该分频器的频率综合器在SMIC 0.18μm RF工艺下实现,芯片面积为1.47 mm×1 mm。测试结果表明,该频率综合器可以输出1.2～2.1 GHz范围的信号。测试的带内相位噪声小于-97 dBc/Hz,在1 MHz频偏处的带外相位噪声小于-124 dBc/Hz。在1.8 V的电源电压下,消耗的电流为16 mA。     

基于静电探测的模拟滤波器的研究

在静电探测输出信号特性分析的基础上,引入了静电探测信号检测电路,根据滤波性能指标,设计了适用于静电探测的低通滤波器,并对所设计的模拟低通滤波器进行了仿真验证.该滤波器在400Hz以内基本上没有衰减,延时基本上在1ms左右.当频率为500Hz时,电压衰减为85%左右,即衰减为1.41 dB,阻带衰减值大于30dB.所设计的模拟低通滤波器基本上满足了静电探测的设计需求指标.     

采用经验模态分解的语音与音频通用编码方法

为有效解决现有单一模型编码器无法在中低速率对语音和音频信号进行高质量通用编码的问题,本文借助语音与音频信号的谐波特性,建立了一种对语音和音频信号统一编码的方法。首先,本文利用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)提取输入信号的谐波成分;其次,利用感知匹配追踪算法,并结合正弦参数建模对谐波成分进行参数提取与量化;第三,对于量化谐波后的残差进行抖动格型矢量量化,以提升重建音频的主观听觉质量,并最终实现一套包含24kbps和32kbps码率的宽带语音与音频通用编码器;最后,对所提算法进行了客观PESQ/PEAQ和主观A/B测试,并与ITU-T G.722.1和G.722.2编码器进行了比较,实验结果表明,所提编码器对语音和音频信号的编码质量均优于参考编码器。