超辐射激光二极管温度控制模块的研究

本文设计了一种温度调节控制模块,采用双温度测试、内嵌8位微控制器（MCU）、256级电流输出等,实现了智能化、小型化,具有温度稳定性高、成本低等特点.基于系统结构框图对各部分组成、工作原理和软件实现进行了分析,测试结果表明,本模块也适用于其他类型半导体激光器的工作温度控制.     

二极管型红外探测器数字输出型读出电路

为实现红外焦平面数字化输出,设计了一款片上集成行列级读出电路,适应于SOI(silicon on insulator)二极管型非制冷红外探测器阵列.读出电路包括一个连续时间增量型二阶sigma-delta调制器和一个输出缓冲器,其中二阶sigma-delta调制器包括跨导模块、跨导运算放大器构成的积分器模块、电流型DAC反馈模块以及比较器.基于此提出的读出电路架构,采用直接数字量化的方式,完全省去了前端模拟放大单元电路.利用连续时间增量型二阶sigma-delta调制器对输入信号驱动要求低的特点,该电路可直接处理SOI二极管型红外探测器输出的相对微弱的电压信号,并输出数字信号.基于SMIC 0.35μm CMOS工艺对电路进行了设计并流片验证,供电电压5 V,读出电路版图通道宽度小于30μm,适应探测器像素尺寸.测试结果表明, 60帧频读出时,读出性能良好,输出噪声9μV,单通道功耗450μW,面积0.092 mm~2.该读出电路相比于普通片上集成行列级读出电路,减小了面积和功耗,简化了整个红外成像系统,适用于低功耗、低噪声、高集成度的大面阵数字化红外传感器成像系统.     

高温压力传感器温度特性的芯片内补偿技术

本文在分析、测试多晶硅高温压力传感器温度特性的基础上 ,提出了一种新的改善传感器温度特性的措施。通过在压力传感器芯片上集成低阻值的多晶硅电阻网络与温度传感器 ,不仅可以很好的补偿传感器的零点温漂 ,也可以借助传感器信号处理单元 ,方便地实现对灵敏度温度系数的补偿。经补偿 ,传感器的零点温漂达到 1× 10 -4/℃ ,灵敏度温漂小于 -2× 10 -4/℃。实验表明 :该方法的补偿温区宽 ,通用性强 ,是高温压力传感器十分有效的温度补偿方法     

双色探测激光引信抗海浪技术

阐述了双色激光引信探测的原理,提出采用双色探测,利用海水对红外激光与蓝绿激光回波特性时域差异显著,而舰船对二者的反射特性相近的特点,区分目标与海面,提出抗海浪干扰和判别目标的双色激光引信方案。双色激光引信利用激光发射系统同时发出红外和蓝绿窄脉冲激光,激光接收系统采用两路探测器分别接收两种波长的回波信号,信息处理系统对两路激光回波信号进行高速实时采集,获得两路回波信号幅度、脉冲宽度、回波率等区分目标和海面。通过设计样机并进行海面试验,试验结果表明,双色激光引信抗海浪干扰效果良好。     

面向无线传感器节点的集成CAN总线芯片设计

根据CAN(Controller Area Network)总线国际标准协议(ISO11898)完成了一款应用于无线传感器节点的集成CAN总线芯片设计,提高无线传感器节点的集成度与可靠性.采用混合信号集成电路设计技术实现了CAN总线控制器芯片与收发器芯片的集成,最终采用Global Foundry的0.35 μm CMOS工艺进行设计并流片,芯片面积为4 mm2.芯片测试结果表明,该芯片设计符合标准协议规定,通信速度最高为1 Mbyte/s,与商用CAN总线通信芯片正确通信,可方便地应用到无线传感器CAN总线通信系统中.     

Blind denoising for LiDAR signal based on high dimensional eigenvalue analysis

In this paper, we address the problem of blind denoising for laser detection and ranging equipment (LiDAR) based on estimating noise level from LiDAR pulse echo. We first provide rigorous statistical analysis on the eigenvalue distributions of a sample covariance matrix. Then we propose an interval-bounded estimator for noise variance in high dimensional setting. To this end, an effective blind denoising filtering method for LiDAR is devised based on the adaptive estimation noise level. The estimation performance of our method has been guaranteed both theoretically and empirically. The analysis and experiment results have demonstrated that the proposed algorithm can reliably infer true noise levels, and outperforms the relevant existing methods.     

顶层金属防护层研究综述

以聚焦离子束攻击和微探针攻击为代表的侵入式物理攻击对集成电路安全造成了极大威胁。目前主流的抗侵入式物理攻击的手段是顶层金属防护层。顶层金属防护层采用顶层金属形成复杂的布线网络,以遮蔽芯片加密模块等关键组件,再配合完整性感知单元,实现对侵入式物理攻击的有效感知与防护。顶层金属防护层以较低的开销实现了芯片抵抗物理攻击能力的提升,大大增加了攻击成本。总结了近年来顶层金属防护层的研究成果,介绍了防护层面临的挑战和未来的发展方向。     

面向FMCW激光雷达的修正Rife算法设计与硬件实现

FMCW激光雷达以其高精度、抗干扰能力强、同时测距测速等特点得到了广泛研究。针对FFT固有栅栏效应引入测距、测速误差的问题,通过分析频谱幅值和相角的规律,并结合正弦函数原理提出了一种易于硬件实现的修正Rife算法,有效地降低了传统Rife算法在估计频率接近FFT量化频率点时的误差。通过仿真和FPGA验证,修正Rife算法在信噪比为?10 dB时相较于传统Rife算法平均误差降低了69.6%,均方根误差降低了50.7%,而计算量仅增加了两个乘法和加法,与N点FFT计算量相比可忽略不计。最后,通过搭建光学测试平台,模拟激光雷达中频回波信号验证了该算法的有效性。测试结果显示,该算法可在112 m范围内实现同时测距测速,测距误差不大于5 cm,测速误差不大于0.16 km/h,满足实时性要求。     

一种峰值电流型降压DC-DC转换电路的设计

设计了一款基于SMIC 0.35 μmBCD工艺的降压型DC-DC转换芯片,主 要应用于大 功率宽输入范围的电源管理系统。采用峰值电流型PWM控制方式提供优良的负载调整特 性和抗输入电源扰动能力;在电流采样的输出端添加斜坡补偿模块消除峰值电流模式引起 的次谐波振荡问题;设计高增益、大带宽的电压反馈误差放大器以提供大的负载调整率并 提高负载的瞬态响应能力;设计高单位增益带宽的PWM控制器以满足高开关频率工作的 要求,同时提高转换效率。此外,加入了一系列保护模块以维持芯片的正常工作。系统仿 真结果表明:在10 V的输入电压范围内, 稳定输出5.5 V电压,开关频率为330 kHz, 额定输出电流为1.5 A,在输入范围内的转换效率均在80%以上,典型应用下转换效率高 达90%。     

一种低功耗八位MCU的设计与实现

介绍了一个低功耗八位微控制器的结构设计，选择了适当的微控制器的体系结构和指令流水线，简化了电路结构，大大减少了执行每条指令所需要的时钟数。另外，通过对算术逻辑单元进行优化设计，节省了系统的资源，减小了电路的寄生电容，从而达到了降低功耗的设计目标。