一种新型三极管取样门电路设计

超宽探地雷达在无损检测系统中应用越来越广泛,采样电路是整个无损系统设计的关键。基于等效采样原理设计出一款新的三极管取样门电路。该电路克服了现有二极管取样门电路的缺点,很好地实现采样保持。利用先进设计系统(ADS)软件对该取样门电路进行仿真,输入脉冲重复频率为10 MHz的2 ns三角波信号,采样时钟重复频率为10 MHz且与被采样信号有100 ps延时差。对其进行采样,经过该取样门电路后,输出信号为2 μs。在聚四氟乙烯板上实现该电路,利用信号发生器输入一个90 ns的正弦波作为被采样信号,采样时钟为100 ns,经过该取样门电路后,输出信号周期为1 μs。实测与理论结果都表明该电路可以降低输入信号的频率,实现利用低速A/D对高速信号的数据采集,大大降低了整个系统的成本。     

全新的高稳定穿墙雷达接收机前端设计

在穿墙雷达(TWR)接收超宽带(UWB)回波信号的过程中,高速信号采集是其中的关键所在。首先基于传统等效采样方法,改进了其采样模式,能极大地提高等效采样的实时性,并减小精密延时电路的延时时间范围。其次利用跟踪保持芯片设计了一种新型等效采样接收机前端实现方案,不仅能降低等效采样技术对取样脉冲的要求,而且能充分发挥跟踪保持芯片高重复频率、高稳定和高度集成的优势。通过分析和仿真论证,实现了10GHz的等效采样频率,理论分析与仿真测试结果一致性良好。这种高度集成、简单高效的电路在超宽带穿墙雷达接收机中具有很好的应用前景。     

基于峰值采样的高速光接收电路设计

设计了一种基于峰值采样原理的高速光接收电路,该光接收电路为克服光电二极管的光电流拖尾现象,引入了峰值采样电路对光脉冲的波峰信号进行检测,解决了传统方案中采用比较器直接比较导致的占空比失真的问题,实现在更高速度下的光探测和信号处理。利用Spice软件对该光接收电路进行了仿真,并对仿真结果进行分析。仿真结果表明:峰值采样电路可准确探测光电流的峰值信号,整体光接收电路可达到20 MHz以上的探测频率,对传统光接收电路占空比失真的问题有较大改善。研究结果对高速应用场合下的光接收电路的发展具有重要意义。     

一种基于FPGA的超宽带雷达数字接收机

脉冲超宽带雷达回波信号由于带宽大而难以直接采样,文中设计并实现了一种基于FPGA的数字式脉冲超宽带雷达接收机。该接收机利用FPGA内嵌锁相环产生特定频率的时钟,驱动四路10 bit ADC器件,根据回波信号在一段时间内呈准静态及周期性的特点,实现了四通道时域伪随机等效采样。仿真及测试结果表明,该数字式脉冲超宽带雷达接收机等效采样速率可达10 GS/s,可有效接收雷达回波信号,满足脉冲超宽带雷达的应用需求。     

基于随机共振电路模拟的微弱周期信号检测

采用电路模拟非线性Duffing振子，利用其随机共振机制来检测微弱周期信号。针对随机共振只适用于极低频输入信号的限制，引入一种适当的变量变换可以将高频信号转化成符合随机共振理论要求的低频信号进行处理，增强了该方法在工程应用中的可行性。采用电路模拟方法检测微弱周期信号，不需要象随机共振数值仿真所要求的那样对信号过采样，在满足采样定理的条件下，可以取较小的采样频率，降低了对硬件的要求。实验表明，该方法能有效地从强背景噪声中检测出微弱周期信号，在机械系统故障早期检测、化学谱信号提取、多传感器测量等领域有实际应用价值。     

数字化脉冲激光引信探测系统设计与信号处理

针对以往模拟脉冲激光引信探测系统存在的测距误差较大的缺点,为进一步提高脉冲激光引信的测距精度,设计了一种数字化脉冲激光引信探测系统.该探测系统包括发射、接收和信号处理3部分,其中信号处理部分主要实现脉冲回波信号的高速实时采样与缓存、信噪比增强与时延估计.采用双通道ADC并行采样,实现了以200 MHz的等效采样频率对脉冲回波信号进行高速采样.当脉冲回波信号很微弱时,采用多脉冲相干平均算法提高了其信噪比,增强了对微弱回波信号的检测能力.通过最小二乘时延估计算法得到了回波时延,进而计算得到目标距离.测距实验结果表明:该探测系统测距精度较高,最大测距误差为0.25 m.     

一种PFM控制模式高效反激转换器的设计

设计了一种不连续导通模式(DCM)下高效反激式转换器的控制方案。该方案通过电压检测(VS)端电感检测功率MOS管的导通状态,通过控制电路对VS信号进行采样和保持,采样值输入至降频电路产生降频电流,降低振荡器的工作频率,从而减少功率MOS管的开关损耗,提高转换器的工作效率。在不同的输出负载下,VS的采样值产生不同大小的降频电流不同程度降低振荡器的工作频率,实现对系统的脉冲频率调制和脉冲宽度调制的结合控制。本电路采用0.5μm BiCMOS工艺,利用Hspice和Cadence软件对设计的电路进行仿真。仿真结果表明,转换器的效率高达86%,在0.1 A轻载情况下效率也达到了72.1%,较高的工作效率满足设计要求。     

一种用于数字音频的插值滤波器设计

设计了一种应用于数字音频的插值滤波器。该滤波器采用多相插值原理,硬件电路包括并行数据输入接口、8倍插值器、16倍采样保持电路,实现对输入音频信号(PCM码)的128倍过采样。滤波器电路由VerilogHDL语言实现,利用SYNOPSYS提供的EDA工具进行仿真、综合,并通过FPGA验证,结果表明该电路能满足性能要求。     

基于等效时间采样的探地雷达回波信号采样方法研究

探地雷达是一个工作频率上限约为1GHz的时域系统。如果采用传统的实时采样技术，采样信号的频率将会很高，从频谱角度分析，对采样系统的频带要求更高。实际上，作为雷达数字显示系统前端的A/D转换器，其采样速率很难满足采样定律对实时采样的要求。为此，本文提出了一种对探地雷达回波信号这种特殊的高频信号进行采集的方法，即等效时间采佯方法，并设计实现了等效时间采样的具体电路，包括产生步进采样脉冲的高精度步进系统、采样门电路等。     

RF采样与A-D转换技术

在实现软件无线接收电路时，RF采样技术是公认的最理想方法。该技术可以对从天线获取的RF信号直接采样。负责频率转化及正交调制的混频器处理，负责除去镜像信号及通道选择的滤波器处理，均由数字信号完成。该方式与模拟电路构成相比，更容易改变频带及带宽，而且也能避免模拟电路所引起的工艺偏差及噪声等问题。     

基于变换采样的超宽带接收机设计

为了实现以较低的采样率对超宽带(UWB)脉冲信号进行采样以及在带宽和系统复杂度之间取得均衡,设计了一种基于变换采样的超宽带接收机系统.设计的接收机在AD芯片之前加入了跟踪保持放大器,提高了系统的模拟带宽(5GHz),通过采样时钟的较小延时实现了较高的等效采样率(8 GHz).主要用来接收带宽1 GHz以及以上的超宽带信号,利用VHDL进行编程,通过Chipscope抓取信号进行验证.测试表明,该系统能接收1 GHz以及以上带宽超宽带信号,达到了设计要求,可以用于超宽带通信与测距.     

基于AD8310芯片的脉冲检波电路设计

针对高频脉冲信号的采集,本文提出了一种可满足单片机自带A/D采样高频脉冲信号的检波电路。该电路是基于AD8310芯片的检波电路设计,经过多级检波,将脉冲信号频率降低,从而达到降低采样成本的目的。     

基于PSD窄脉冲激光信号检测放大电路噪声分析及参数匹配研究

针对基于位置敏感探测器的窄脉冲激光信号检测放大电路,根据其电路组成建立相应等效噪声模型。通过分析信号增益、噪声增益与电路各元器件参数以及频率之间的关系,得到该检测放大电路输入窄脉冲信号与输入噪声的动态响应输出。在此基础上求得使系统不发生震荡的运算放大器单位增益带宽计算公式,并通过研究系统信噪比与频率的关系给出使电路信噪比最大时的最优带宽求解方法。最终,通过具体算例给出电路参数一般性设计方法,并通过仿真得到,小结电容PSD有助于提高电路信噪比。     

无源雷达多普勒谱分析实现动目标检测的方法

该文提出了基于多普勒谱分析的无源相干雷达(PCR)运动目标检测的方法,将雷达系统接收到的外辐射源连续波信号分段并等效成脉冲串信号,利用脉冲压缩和多普勒处理技术对目标进行检测及定位。该方法以脉冲多普勒(PD)雷达的理论为基础,说明了匹配滤波时连续波信号可以划分成脉冲串信号等效处理,对应给出了无源雷达信号分段及多普勒谱分析的具体方法。文中还详细推导了该方法与传统的计算互模糊函数(CAF)方法之间的数学联系,确立了分段参数的设置准则,在几乎不影响目标积累增益的前提下,计算效率可提升103 ～105 倍。仿真数据和实测数据分别验证了该方法的有效性。      

两倍增益10位100 MSPS CMOS采样/保持电路

提出了一种两倍增益高线性、高速、高精度采样/保持电路。该采样/保持电路通过对输入信号实现两倍放大,改善了高频非线性失真;一种新型的消除衬底偏置效应的采样开关,有效地提高了采样的线性度;高增益和宽带宽的折叠共源共栅运算放大器保证了采样/保持电路的精度和速度。整个电路以0.35μm AMS Si CMOS模型库验证。模拟结果显示,在输入信号为49.21875MHz正弦波,采样频率为100 MHz时,增益误差为70.9μV,SFDR可达到84.5 dB。     

超宽带穿墙雷达取样脉冲产生器设计

在超宽带穿墙雷达接收机系统中,其关键的等效采样技术需要一种极窄脉宽高电压的脉冲触发采样门电路来对接收信号进行采样。介绍了超宽带取样脉冲产生技术,讨论并分析了几种常用超宽带脉冲产生方法的特点及其局限性。提出了新型的肖特基二极管脉冲整形网络,设计并实现了应用于等效采样接收机系统的新型亚纳秒取样脉冲产生器,很好地结合了雪崩晶体管与脉冲整形网络的优势,在显著减小脉宽的同时保持了较高的脉冲幅度。通过仿真分析和制作测试,获得了脉冲底宽为400 ps、幅度为6.46 V和波动水平为-14.7 dB的单极性窄脉冲,实测结果与设计数值一致性良好。这种简单高效廉价的电路十分符合超宽带穿墙雷达等效采样接收机取样脉冲的设计。     

基于四波混频时间透镜的高速光脉冲检测分析

本文为了提高高速光脉冲检测能力,利用时间透镜时域成像这原理,实现高速光脉冲的检测来降低对实验仪器的超高要求。通过搭建基于四波混频的时间透镜进行仿真,结果显示该高速脉冲的频谱包络与输出信号的频谱很大相似性,从输出信号可以得到输入信号频谱包含的所有信息,用频谱仪就可以检测高速脉冲,解决高速脉冲时间太短很难检测这一难题。最后,分析高阶色散对输出信号的影响,结果显示高阶色散只影响输出信号的时间,不影响频率。     

数字倍频电路

图中所示的电路利用输入信号的两个边沿倍频数字信号。输入信号每一次跳变使异或门IC_1输出一个脉冲,该脉冲经缓冲器IC_(2c),IC_(2B)作为IC_3的时钟信号。若去掉电容C1,电路输出窄脉冲信号,加上电容C1,对给定频率的输入信号,可得到所要求的占空比的输出信号,     

一种12位50MS/s CMOS流水线A/D转换器

采用TSMC 0.18μm 1P6M工艺设计了一个12位50 MS/s流水线A/D转换器（ADC）。为了减小失真和降低功耗,该ADC利用余量增益放大电路（MDAC）内建的采样保持功能,去掉了传统的前端采样保持电路;采用时间常数匹配技术,保证输入高频信号时,ADC依然能有较好的线性度;利用数字校正电路降低了ADC对比较器失调的敏感性。使用Cadence Spectre对电路进行仿真。结果表明,输入耐奎斯特频率的信号时,电路SNDR达到72.19 dB,SFDR达到88.23 dB。当输入频率为50 MHz的信号时,SFDR依然有80.51 dB。使用1.8 V电源电压供电,在50 MHz采样率下,ADC功耗为128 mW。     

调制域信号数字式差动放大电路研究

通过研究不满足Ｓｈａｎｏｎ采样定理的采样,发现当以低于Ｎｙｑｕｉｓｔ频率的采样频率对正弦周期信号采样时,能获得频率为该正弦周期信号频率与ｎ倍采样信号频率之差动放大。本文从频谱混叠的角度解释角调制信号差动放大的原理,给出了调制域中的差动公式和信号放大公式,并给出了适用于载波为方波的角调制信号的数字式差频放大电路的电路图,推导了该电路的误差和Ａｌｌａｎ方差公式,在文中给出了实验值。