以混频器作为信号处理单􀀂 元的环振式压力传感器

提出了一种新的环振式数字压力传感器，它采用做在硅梁上的MOS环形振荡器作为敏感元件，两个反方向变化的环形振荡器的输出信号通过集成在片内的混频器实现频率相减，分析了环形振荡器的频率特性，以及环形振荡器的谐振频率和压力的关系，分析并设计了压力传感器的环形振荡器电路、混频器电路、物理结构以及制作工艺，并制作了样品，其灵敏度为1．52kHz／kPa。     

基于优化正弦幅度相位相减法的并行高速ASIC数控振荡器设计北大核心

设计了最高采样率为1 GHz的ASIC数控振荡器电路。采用优化的正弦幅度相位相减法实现相位幅值转换功能。应用MATLAB对数控振荡器输出的数据进行定点误差分析和频谱分析,设计的数控振荡器输出的正频率信号和负频率信号功能通过分析正交混频结果间接证明。根据MATLAB分析结果设计电路,并应用并行结构实现电路结构。最终设计的数控振荡器模块应用于ADC电路。基于65 nm CMOS工艺流片后,实际测试结果表明,所设计的模块能够满足输出正频率、负频率、输出最小频率间隔为0.24414 MHz,系统精度小于l LSB和最高采样率1 GHz的设计要求。     

MOS环振式数字加速度传感器

提出了一种新的环振式数字加速度传感器,它采用做在硅梁上的MOS环形振荡器作为敏感元件,两个反方向变化的环振输出信号通过集成在片内的混频器实现频率相减.该传感器具有准数字输出、灵敏度高、温度系数低以及制作工艺简单等特点.分析了环形振荡器的频率特性,以及环形振荡器的谐振频率和加速度的关系,分析并设计了加速度传感器的环形振荡器电路、混频器电路、物理结构以及制作工艺,并制作了样品,其灵敏度为6.91kHz/g.     

一种用于DC-DC转换器的精密振荡器设计

提出了一种用于DC-DC转换器的高频、精密张驰振荡器的设计方法.基于V-i转换器原理,设计了精密电流产生电路;基于基极电流补偿技术,设计了一种结构新颖的比较器门限电压产生电路,从而有效地提高了振荡器频率稳定性和精度.通过外接可调电阻,振荡器可调工作频率为100 kHz～3 MHz,并能同时提供占空比85%的方波信号和用于斜率补偿的锯齿波信号,还具有与外接时钟信号同步振荡的功能.流片测试结果表明该振荡器满足设计指标.     

一种可应用于无源RFID的新型CMOS温度传感器设计

针对无源RFID低功耗的应用需求,基于SMIC 0.18μm CMOS工艺设计了一种低功耗CMOS温度传感器。该传感器首先基于双晶体管电路将温度信号转换为与之成正比的电压信号,并进一步转换为电流信号,然后通过振荡器电路转换为频率信号,最终经计数器后转换为与温度对应的二进制数字信号输出。仿真结果表明,在-20～100℃范围内传感器具有良好的线性度和温度精度,且传感器总功耗仅为1.05μW,可满足无源RFID领域应用需求。     

MOS环振式数字加速度传感器

提出了一种新的环振式数字加速度传感器,它采用做在硅梁上的MOS环形振荡器作为敏感元件,两个反方向变化的环振输出信号通过集成在片内的混频器实现频率相减.该传感器具有准数字输出、灵敏度高、温度系数低以及制作工艺简单等特点.分析了环形振荡器的频率特性,以及环形振荡器的谐振频率和加速度的关系,分析并设计了加速度传感器的环形振荡器电路、混频器电路、物理结构以及制作工艺,并制作了样品,其灵敏度为6 .91k Hz/g.     

超混沌电路的参数调制控制研究

本文采用系统参数开关调制策略，研究了一个4D分段线性超混振荡器的控制问题，通过改变外部控制参数如调制幅度，可以把超混沌振荡器控制到不同的周期轨道，这种控制超混沌的方法为把超混沌振荡器应用于特殊的信号发生器或信号变换器提供了一种可能途径。     

1种用于TPMS的新型环振式数字压力传感器

研制了一种新型环振式数字压力传感器,它可应用于汽车轮胎压力监测报警系统(TPMS).采用硅薄膜上的PMOS环形振荡器作为压力敏感元件,两个反方向变化的环振输出信号通过集成在片内的混频器实现频率相减.该传感器具有准数字输出、温度系数低、灵敏度高以及制作工艺简单等特点.分析并设计了压力传感器的环形振荡器电路、混频器电路、物理结构.分析了环形振荡器的频率特性、环形振荡器的谐振频率与压力的关系,以及制作工艺,并制作了样品,其灵敏度为5.12 kHz/Bar.     

一种高性能带有幅度测量的CMOS电压控振荡器的设计

设计了一种高性能的拥有开关电容阵列的电压控制振荡器以满足通信系统宽频的要求。基于建立的等效电路模型,推导了开关电容阵列的电压控制振荡器的相位噪声产生机理,为了测量输出信号的幅度并判断振荡电路能否正常工作,设计了一种振荡信号幅度测量电路。基于TSMC 0.18μm的CMOS工艺实现了电路的验证与流片,制成的芯片面积为1.1×0.9mm2,测量的振荡频率为2.602–3.375GHz,实现的相位噪声在最低和最高频率时分别为-125.68dBc/Hz@1MHz和-121.25dBc/Hz@1MHz,在1.8V的供电下功耗为3.06mW,电路的优值分别为-189.2dB和-187.1dB。     

激光尘埃粒子计数器信号幅度概率密度函数

为了研究激光尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布,对激光尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布与传感器光敏区光强分布、采样气流中的粒子数密度、气体层流速度分布之间的关系进行了理论分析。采用自行设计的带保护气套的光电传感器测定粒子计数信号幅度概率分布,给出的分布模型与理论分析相吻合。结果表明,尘埃粒子计数器计数信号幅度概率分布由传感器光敏区光强分布和粒子数密度空间分布共同决定,这为尘埃粒子计数器的设计提供了理论依据。     

采用钯镍薄膜的声表面波氢气传感器研究

该文对采用钯镍薄膜作为敏感膜的声表面波氢气传感器开展研究,以实现快速的氢气检测。传感器采用双通道差分振荡器结构,其中在传感通道器件声表面波传播路径上以磁控溅射法沉积钯镍薄膜,通过钯镍薄膜对氢气的快速和可逆物理吸附引起声表面波传播速度的变化,进而以差分振荡器频率信号来表征待测氢气浓度。通过传感实验以确定获得快速响应的钯镍的优化厚度。结果表明,在钯镍厚为40nm时,传感器获得的响应幅度与响应速度分别达5kHz和5s。     

改进高阶Vanderpol振子在微弱信号检测中的应用

在高精度的微弱光电信号检测系统中,存在信号被强噪声湮没的情况.针对这一问题,提出了一种基于改进高阶Vanderpol振子的微弱正弦信号定量检测方法.该方法利用改进高阶广义Vanderpol系统的高灵敏度与强抗噪性的特点提高了微弱信号检测的可靠性,再结合Lyapunov指数定量检测和90.移相补偿来实现混沌系统状态的量化判断和待测信号参数的高精度提取.仿真结果表明改进的Vanderpol振子比传统Vanderpol振子运算速度更快.与传统Duffing振子相比,在5％幅值检测误差范围内,改进的高阶广义Vanderpol系统可多获得37 dB的信噪比增益和60 dB的检测门限增益;与基于相轨迹突变定性检测待测信号幅相法相比,90°移相补偿幅相定量检测法在信噪比降低时其检测相对误差仍可控制在2％以内.改进算法实现了微弱正弦信号的高灵敏度和高精度的幅相检测.     

一种可外同步应用的CMOS弛张振荡器

设计了一种输出频率稳定,调频范围宽,且可外同步应用的弛张振荡器电路。针对传统弛张振荡器线性控制能力和频率抖动间的矛盾,对二者合理折中,通过对幅值控制电路电平检测速度的调整,在实现较高控制线性度的同时,抑制了频率失真。给出了整体设计电路和外同步原理。HSPICE仿真结果显示,振荡器输出频率稳定,且有较宽的外同步频率范围。     

具有自动增益控制的射频振荡器稳定性分析

设计了一个具有自动增益控制(AGC)的电路来稳定射频功率振荡器的输出幅度,然而在加入AGC负反馈环路之后,该环路可能会产生自激振荡,使得振荡器输出的幅度更加不稳定。通过对整个电路系统传递函数的分析,采用调节反馈电路中三极管发射极电阻阻值的方法,使该电路工作在稳定的状态,进而达到稳定振荡器输出幅度的目的。     

A Single Chip 160 Mbit/s Cable Communication Circuit Including a Gain Controlled Equalizer and a Data Regenerating PFLL

In this paper a single chip transmitter and receiver interface circuit for 160 Mbit/s CMI-coded data transmission is presented. The receiver circuit includes a 12 dB cable equalizer to compensate for nonconstant cable attenuations. There is also a PFLL for data regeneration and to extract a 320 MHz oscillator clock signal. The frequency characteristics of the equalizer are controlled with an automatic gain control loop (AGC). The PFLL is a combination of two separate control loops, the purpose of which is to keep the integrated oscillator on the narrow locking range of the data loop. The frequency loop has been designed with a frequency detector to avoid interferences between the two control loops. The transmitter includes a cable driver supplying a stable 1 Vpp signal amplitude to the transmission line and also a PLL to extract a 320 MHz clock signal.     

Simple oscillators-based readout circuit for low-power biomedical implant system

This paper reports a wireless sensor readout circuit for continuous physiological parameters monitoring including a potentiostat, a data generation unit and a frequency-shift-keying (FSK) modulator unit with the low drop-out (LDO) regulator for biomedical implant system. The potentiostat can generate an output potential of 0.7?V for the data generation unit. The data generation unit is designed based on a relaxation oscillator scheme and can be used to sense a current signal from any amperometric biomedical sensor and convert the signal to a square waveform in which the frequency of the square wave signal is proportional to the sensor current. FSK modulation scheme has been selected for wireless transmission. Designed with a very simple ring oscillator, this modulator integrates the modulation functionality into the oscillator itself by using the data signal to control the oscillation frequency. The prototype circuits have been fabricated in a 0.35???m bulk complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) process. Working with a regulated 1.8?V supply, the potentiostat consumes only 2???A of current while the data generation unit can generate around 15.7?kHz output frequency with an input current of 1???A. The FSK modulator consumes a total current of around 19???A for a carrier frequency around 1?MHz. An off-chip demodulator is constructed to demodulate the data signal from the FSK modulator and the demodulated signal has less than 1.6?% variation of frequency.     

基于电涡流的铜膜测厚研究

设计针对于PCB板的铜膜厚度进行测量。利用电磁感应的原理,以高频反射式电涡流传感器为基础,将LC电路产生的正弦电磁波辐射至铜膜。在铜膜上产生电涡流,从而引起辐射线圈电阻抗的变化,损耗增加,振荡信号幅值随之衰落。通过单片机对信号幅值进行A/D转换,数据处理,指示铜膜的厚度。所设计的装置体积小,携带方便,对铜膜检测的灵敏度较高,可以有效测量10～150μm的厚度,也可应用于其他金属镀层厚度的测量。     

振弦式传感器测频方法的研究

振弦式传感器是一种使用相当广泛的称重测力传感器。称重测力传感器主要分为应变力传感器,石英谱振器,振弦式传感器等几大类。就其工作原理而言,振弦式传感器是目前在称重测力应用方面最为先进的一种测力传感器。文章主要从理论上对振弦式传感器的激励响应信号进行分析,确定出稳定可靠的激励响应信号区间,并在该区间内分析计数法和多周期测量法的误差,比较得出多周期测量法测量频率精度高,稳定性好,抗干扰能力好。     

Systematic error cancellations and fault detection of resolver angular sensors using a DSP based system

Resolver sensor based angular position and speed sensing are extensively used in safety critical servo applications that demands accurate as well as high-resolution position and speed information for feedback control. In this paper, a novel scheme for position and speed sensing along with fault detection and identifications of a resolver sensor with systematic errors like magnitude imbalance, imperfect quadrature, and inductive harmonics is presented. The proposed scheme of resolver-to-digital (R/D) conversion mitigates the errors in position and speed estimate due to these common resolver imperfections and provides fault indicators such as good resolver signal, degradation of signal, and loss of signal for fault tolerant operation and diagnosis of malfunctions in the sensor system for safety critical systems. The proposed method incorporates software generation of the resolver carrier using a digital filter for synchronous demodulation without unintended time delay of the processed outputs, in such a way that there is substantial saving in hardware, for instance, carrier oscillator and associated digital and analog circuits for amplitude demodulators. The R/D converter incorporates an adaptive phase-locked loop (APLL) that accurately estimates the angular position and speed for a large range of operation along with superior tracking performance under dynamic conditions. Also, it provides the estimate of the magnitudes of the resolver outputs, estimate of the imperfect quadrature, and indication of harmonic distortion in the sensing angle, which can be used to directly access the quality of the resolver sensor system. Computer simulations and experimental results demonstrate an accurate R/D converter with adaptive capabilities to mitigate all the major systematic disturbances with reduced hardware complexity.     

基于数字PID增量控制的恒温晶体振荡器

针对晶体时钟振荡器输出频率易受外界温度变化影响的特点,设计了以MSP430F4618单片机为控制核心的恒温晶体振荡器.将高精度负温度系数热敏电阻作为传感器对晶体温度进行采样,并采用精密放大器IAN330芯片对晶体温度变化差值信号进行转换并输出至控制核心.输出的信号经12位A/D转换后进行数字PID增量控制运算得到控制量增量,再通过12位D/A转换输出至DRV593芯片驱动半导体制冷片(TEC)对晶体温度进行控制,并循环该过程使晶体振荡器的工作温度保持稳定.