基于次优包络提取的间接参考跟踪控制方法

<正>跟踪带宽高是快速参考跟踪电源的一项重要性能。基于多电平开关变换串联线性调节的混合拓扑方案,并在分析直接参考跟踪控制方法优缺点的基础上,提出了间接参考跟踪控制方法。该方法一方面将给定参考信号进行包络提取,并将该包络作为多电平开关变换的控制参考;另一方面将给定信号进行延时处理,延时后的信号作为后级线性调节的控制参考。间接参考跟踪控制方法下,多电平开关变换的开关频率等于给定参考信号的包络带宽,与直接参考跟踪控制方法     

数字频谱分析方法在高速开关时间抖动测量的应用

开关的时间抖动是开关的重要特性，高速开关特别是开关时间为纳秒量级的高速开关的时间抖动是很小的，其影响通常可忽略，但是对于某些同定时精度要求特别高的场合，开关的时间抖动往往成为影响性能的关键因素。对于高速开关，由于抖动时间往往是非常小的，在时域进行直接测量时对测量仪器的要求很高。本文采用数字频谱分析的方法对高速开关的时间抖动进行了分析，进而提出了一种在频域高精度测量高速开头时间抖动的方法，从而降低了     

基于微波可控振荡器的高速UWB信号设计和实现

基于微波晶体管负阻特性原理,设计出一种应用于高速超宽带(ultra wideband,UWB)脉冲调制的微波可控振荡器。该振荡器采用电容级联模式的谐振回路和Q值可调的T型匹配电路,具有极快的调谐速度、较高的频率稳定度和较低的相位噪声,并且利用微波晶体管的高速开关特性实现了高速UWB信号设计。实际测试表明该振荡器中心频率为3.500 GHz,峰值输出功率1.57 dBm,调谐时间τ小于1ns,相位噪声为-108.31@300 kHz,对于高速UWB脉冲信号频谱的带宽可达600 MHz。     

包络线跟踪电源技术综述

随着第四代移动通信的高速发展,射频输入信号的包络带宽越来越宽,功率峰均比越来越大,导致采用恒压供电的基站功放效率越来越低。包络线跟踪(ET)技术是大幅提高功放效率的有效方法之一,对于节能减排和缓解环境污染具有重要意义。ET电源是ET技术的核心装置,一般采用开关线性复合(SLH)结构,该结构结合了开关变换器高效率和线性放大器高带宽的优点。本文首先介绍高带宽线性放大器和高效率开关变换器的实现方法,然后介绍SLH ET电源的两个基本架构,即串联和并联架构。在分析这两个基本架构的基础上,提出SLH ET电源的串并联架构的概念,以进一步减小线性放大器输出的功率,提高SLH ET电源的效率。最后,针对现代移动通信对ET电源的要求,从阶梯波提供单元的优化、Ga N器件在ET电源中的应用、包络信号功率频谱的分段方法以及开关变换器控制策略的改进等四个方面提出进一步提升ET电源效率的方法。     

SiC MOSFET驱动电路及实验分析

根据SiC MOSFET开关特性,设计了一种SiC MOSFET的驱动电路,在此基础上采用双脉冲测试方法,对SiC MOSFET的开关时间、开关损耗等进行了实验测量,分析了不同驱动电阻对SiC MOSFET开关时间、开关损耗等的影响。     

频谱仪测量低电平信号的应用研究

本文介绍了超外差式微波频谱分析仪的工作原理,简述了微波频谱分析仪灵敏度的基本概念,导出了频谱分析仪灵敏度的计算公式。研究了利用频谱仪射频衰减、分辨带宽、视频带宽和视频平均的方法,提高和改善低电平信号的测量精度。最后,讨论了频谱仪本地噪声对低电平信号测量影响的修正方法。     

晶体管开关时间测试方法

在各种仪器设备及控制机中,由于使用了大量的晶体开关管,因此测试它的开关性能,对于保证这些设备的质量,以及进一步提高工作速度都有很重要的意义。本文简单地讨论了晶体开关管开关时间的几种测试方法,原则上也适用于开关二极管及集成电路平均传输时间的测量。     

基于高速环形振荡器的皮秒量级事件计时测量

研究设计基于高速环形振荡器的皮秒量级事件计时器。利用代表事件的信号上升沿去触发高速环形振荡器,产生与事件同步的时钟脉冲信号,对正弦参考信号采样,再通过全相位FFT算法处理,大幅提高事件计时测量的精度。实验结果表明,在正弦参考信号中心频率f₀=10 MHz,全相位FFT运算点数N=8 192,ADC的量化位数b=14 bits,采样频率f_s=140 MHz的情况下,事件计时器能够获得约3.16 ps rms的单次测量精度,时间稳定性优于±0.31 ps/h,实验结果与基于理论分析的误差范围一致,达到皮秒量级事件计时测量。     

基于GaN器件的模块化多电平包络跟踪电源

包络消除与恢复（EER）技术是一种提高变包络幅值调制的射频功放效率的有效手段,其核心装置是高跟踪精度、高带宽、高效率的包络跟踪电源。为提高其带宽、效率和跟踪精度,提出了一种结构模块化的多电平包络跟踪电源电路,首先由两个半桥单元层叠构成一个三电平子模块并由一路独立直流电源供电,再将多个三电平子模块的输出串联后采用载波移相PWM进行调制,从而可得到多电平的输出电压。由于通过增加输出电压电平数提高了等效开关频率,并减小了阶梯电压,因此可有效提高带宽和跟踪精度。针对每个三电平子模块内部两个直流电容的电压不平衡问题,提出了一种微调PWM信号占空比的平衡控制方法。采用氮化镓（GaN）器件搭建了一台最大功率500W、开关频率1MHz、带宽400kHz的五电平包络跟踪电源样机,实验结果验证了该电路拓扑及控制方法的有效性和可行性。     

高压大功率三电平逆变器的SPWM数字化技术研究

数字化的正弦脉宽调制(digital sinusoidal pulse width modulation,SPWM),能够提高脉宽控制信号输出精度,缩短控制响应时间,增加系统安全稳定性。结合高压大功率中性点箝位(neutral point clamped,NPC)三电平逆变电路的特点,对其SPWM数字化过程中三角载波形成、正弦调制波发生、器件开关时间计算、开关状态组合配置以及脉宽信号故障诊断的数字化原理进行了研究。提出了简化的开关时间计算方法、完善的死区设置、通用的超调制原则以及故障信号高速闭锁的实现方法。最后利用DSP+FPGA+CPLD的新型结构实现了三电平逆变器的高性能数字化控制,仿真和试验结果证明了该文数字化构想的正确性和可行性。     

一种用于测量金属丝段电爆炸的电阻分压器设计

设计了一种开关型电阻分压器,用于对金属丝电爆炸的实验研究。在电容器充电过程中,开关断开,保证分压器的高低压臂电阻不因电压高而烧毁;在金属丝落入高压电场中的时候,开关闭合,在电阻分压器上输出电压。合理的设计开关结构、电阻参数和精确的控制开关的通断时间,可以准确的测量金属丝电爆炸过程中的电压波形。此分压器使用方便,所测波形稳定可靠,为后续的实验奠定了基础。     

高压开关动作特性溯源计量标准装置的研制

笔者设计了一种新型的高压开关动作特性测试仪计量标准装置,能够对高压开关动作特性测试仪进行高效的检定、校准工作。该标准装置基于ARM9和FPGA嵌入式技术,使用COPLEY直线电机模组TBX-2504作为速度产生装置,采用高速功率管作为断口,能够产生高速可控的速度信号以及标准的时间信号。该标准装置的软件操作便捷,人机界面友好。经过国家法定计量机构的校准,该标准装置达到设计要求。     

一种提高DAC采样率的新方法

本文分析了影响DAC采样率提高的因素,介绍了采用高速电子开关的双DAC合成转换技术及其不足,然后,在此基础上提出了一种提高DAC采样率的新方法——开关时钟延迟双DAC合成转换技术。该技术在使用低速电子开关的条件下,在一个开关时钟周期内获得两个信号电平的输出,实现了DAC采样率倍增,为使用直接数字频率合成技术输出高频信号提供了一个新的解决方案。     

一种动态行为可控的混合型直流接触器新技术

基于全控型电力电子开关与直流接触器的性能优势互补,开发了一种动态行为可控的混合型直流接触器(HDC)新技术.HDC根据不同的负载特性,用软件编程方式得到控制信号,不但缩短了电子开关导通时间,而且具有较佳的导通/关断特性,改善了其在恶劣负载条件下的动态特性.试验表明,该技术能抑制UDC的关断尖峰电压,简化暂态吸收电路设计.     

一种基于PSD的转速测量新方法

转速测量方法如机械转速测量法、霍尔效应法等,其测量速度与动态测量范围有限。基于线阵CCD图像传感器实现的转速测量方法实时性受限,并易受振动、器件倾斜、亮条纹宽度等因素的影响。为了解决这些问题,提出了一种基于一维位置敏感器(position sensitive detector,PSD)的新型转速传感器。通过被测轴上的反射材料,将转轴的转速转变成光斑在PSD上的位置移动,利用PSD高速、高分辨率的特点,结合数字化的采集方案,实现了高、低大范围、非接触、高精度、实时性的转速测量,测量的最大转速达105r/s;当转速发生变化时,测量的波形能够在一个周期内进行调整,实时性可靠性高;实验在0~50 000 r/min内平均相对误差为0.079 1%,最大误差为0.168%,线性度优于1.1%,满足高精度测量的要求。     

一种基于数字器件的多参数皮秒级脉冲成形系统

为了适应各种通信应用中对同步信号的不同要求,本文利用可编程高速数字器件,设计实现了一种皮秒级窄脉冲成形系统,实现了各参数的高分辨率在线可调,并具有皮秒级的脉冲边沿和抖动.实验结果表明,系统成功实现了设计目标,具有广泛的应用前景.     

基于FPGA的精密时间测量系统设计

设计了一种在FPGA中基于时间内插技术而实现的高精度时间测量系统。在分析传统数字计数法原理与误差的基础上,从误差源头出发,为精确测量“细”时间即传统数字计数法中待测信号上升沿与下一个计数时钟上升沿的时间差,提出用4个同频、相位依次相差45°的内插时钟测量,通过待测信号上升沿锁存4个内插时钟状态来估算这部分时间差。“粗”时间用高速时钟直接计数,可以保证有大的测量量程,详细分析了该方法测量原理误差。通过实验验证表明,精度高达312.5 ps,误差小于300 ps,该设计具有测量范围大、测量精度高、占用资源少、体积小等优点。     

基于时间差法的共焦测头算法改进

近年来,三坐标测量机正在迅速发展。测头作为三坐标测量机的基本部件之一,与测量机的功能、工作效率、精度密切相关。光学非接触测头具有测量精度高,没有测量力,没有摩擦,测量速度与采样频率高等特点,是目前研究比较活跃的领域。本文中所讲到的共焦测头就是光学非接触测头的一种。本文在研究了共焦法测量传感器及其测量系统的基础上,提出了一种通过测量连续两个峰值信号的时间差来计算被测表面位置的方法。这种测头舍弃了参考信号,简化了系统结构,降低了成本,实用性更强。     

应用微机的功率因数临界补偿控制

本文从理论上给出在无功补偿中出现的临界投切的严格定义，首次提出一种临界补偿控制新算法，介绍了一种简单实用的相位检测方法，由此而构成的微机无功补偿器具有优良的特性。     

快速空间电荷测量用高压高频脉冲源的研究

采用电声脉冲法测量空间电荷时需要对试样施加脉冲激励,使试样中的空间电荷发生微弱位移产生机械波。为了获得足够高的信噪比,必须连续采集多个信号进行平均处理,对于多数测试系统平均次数至少需要40次。测量一次所需时间为脉冲频率和平均次数的乘积,因此脉冲源的频率决定了测量的速度。基于高压固体开关设计了高压高频脉冲源,可产生半峰宽5 ns至380 ns的窄脉冲,兼具连续脉冲模式和脉冲簇模式,脉冲重复频率可达3 k Hz,在脉冲簇模式下脉冲间隔最小为1μs,输出脉冲幅值最大为2.5 k V。经设备校验可知脉冲源可有效提高空间电荷测试速度,并适用于交流甚至任意波形下的空间电荷测试。