一种双模式的CMOS现场可编程模拟阵列的分析与设计

本篇文章提出了基于采用高度灵活的互连盒的互连网络的一种新型的现场可编程模拟阵列(FPAA)结构,该结构可以在双模式下工作包括离散时间模式和连续时间模式,以追求在不同应用场合下的性能要求。高度灵活的互连盒中的开关不仅用来作为可编程开关还直接作为开关电容中电荷转移的开关来使用,大大减少了离散时间模式下信号路径上的开关,提高了整体电路的性能。该款FPAA采用0.18um CMOS工艺,3.3V电源电压。后仿结果显示互连网络的最大带宽可达265MHz, 从示例的测试结果可以看出该款FPAA在连续时间模式下可工作在2MHz信号带宽下,无杂散动态范围可达54dB, 离散时间工作模式下的处理精度可达96.4%。     

混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制方法

温控防裂与横缝工作性态调控是混凝土拱坝施工期面临的两大难题,而冷却通水策略是控制拱坝混凝土安全、横缝开合的关键因素。为此,本文提出了混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制方法,并综合应用智能化控制理念、仿真分析工具、自动控制技术构建了混凝土拱坝温度应力与横缝性态智能控制系统。分析表明,该系统有效调控了坝体应力与横缝工作性态、充分发挥了混凝土材料性能、大幅提升了温控施工效率,实现了拱坝温控防裂与横缝性态调控的多目标智能优化。     

FIR基于FPGA的高并行度DA结构

有限长单位冲击响应滤波器(FIR)是合成孔径雷达(SAR)系统的重要组成部分。为综合考虑资源与性能对系统的影响,基于现场可编程门阵列(FPGA)设计实现了位宽、阶数可配置的SAR雷达信号处理FIR系统,首次完成了合理范围内的只读存储器(ROM)地址位宽和所有输入并行度设置下的分布式算法(DA)结构对比实验,并对不同结构实现下的系统性能资源比进行了全面分析和比较,得到了最优化高并行度DA结构。实验结果表明在ROM地址位宽为4或5时性能资源比最好;性能资源比随输入并行度的提高而提高,当输入并行度为输入数据位宽时,性能资源比提高24%至117%。对比传统的全串行结构、全并行结构和DA结构,经ROM地址位宽和输入并行度优化后的DA结构的性能资源比分别提高了3 110%,76%和86%。     

峡谷型水库溢洪道V型迷宫堰过流能力分析

低水头条件下,迷宫堰超泄能力相对较大。对于山区峡谷型水库枢纽布置,溢洪道控制段宽度受地形地质条件限制,迷宫堰宫数多为单宫或两宫。通过水工模型试验,研究单宫(V型)迷宫堰不同布置方案的过流能力,并结合过堰水流流态分析其流量变化的原因。在此基础上,对试验研究成果进行数学回归拟合分析,得到可直接用于工程设计的V型迷宫堰过流能力计算公式。同时,对比分析了单宫(V型)和两宫(W型)迷宫堰过流能力、水流流态的异同。     

反弧鼻坎起挑流量和终挑流量挑距拟合分析

小流量挑射情况下,起挑流量、终挑流量出坎水流的水舌均较分散,在空气阻力的影响下,出坎水流流速系数明显小于现行规范推荐的经验公式计算值。对此,在水工模型试验基础上,基于小流量水面线分析并应用规范推荐公式计算挑距。同时,应用数学回归法拟合高水头泄水建筑物起挑流量、终挑流量经验公式中的流速系数,进而计算挑距。结果表明,两种算法得到的小流量挑距计算值和实际工程吻合良好,均可直接用于挑流消能反弧鼻坎下游的防护设计。研究成果可为工程设计提供参考。     

一种0.8V 2.4μA CMOS全差分放大器

基于0.25μm标准CMOS工艺,采用0.8V开关电容共模反馈电路技术和PMOS衬底驱动技术提出了一种新型0.8V 2.4μA全差分放大器.在0.8V单电源电压下,全差分放大器的直流开环增益为63.8dB,相位裕度为60度,单位增益带宽为7.4MHz,输出电压范围为18～791mV,其中新型模拟开关的输入/输出电压范围为0～800mV,整个放大器的电源电流为2.4μA,版图面积为410×360μm2.     

针对电容型MEMS读出电路噪声与失调的优化

This paper presents a high precision CMOS readout circuit for a capacitive MEMS gyroscope. A continuous time topology is employed as well as the chopper noise cancelling technique. A detailed analysis of the noise and mismatch of the capacitive readout circuit is given. The analysis and measurement results have shown that thermal noise dominates in the proposed circuit, and several approaches should be used for both noise and mismatch optimization. The circuit chip operates under a single 5 V supply, and has a measured capacitance resolution of 0.2 aF/√Hz. With such a readout circuit, the gyroscope can accurately measure the angular rate with a sensitivity of 15.3 mV/°/s.     

一种适用于微传感器读出电路的低噪声、低失调斩波放大器

提出一种适合微传感器读出电路的高精度折叠共源共栅放大器.基于斩波技术和动态元件匹配技术,降低了折叠共源共栅放大器的噪声和失调,采用低阻节点斩波的方法和低压共源共栅电流镜扩大了放大器可处理的输入信号带宽和输出电压摆幅.芯片在0.35μm 2P4M CMOS工艺下设计并流片,测试表明在3.3V的典型电源电压和100kHz的斩波频率下,斩波放大器具有小于93.7μV的输入等效失调电压典型值,19.6nV/Hz的输入等效噪声,开环增益达83.9dB,单位增益带宽为10MHz.     

开关电容式闭环微加速度计的稳定性研究

该文对开关电容式闭环微加速度计的系统稳定性进行了深入研究。提出了可通用于该类微传感系统的动态特性分析方法,并具体研究了传感器品质因子、力反馈延迟、电路补偿单元的参数多种因素对系统稳定性的影响。基于 CMOS工艺实现了一款接口电路芯片实例,实验结果表明,充分的电路补偿设计对于保证系统稳定性十分关键,实际的系统稳定边界与理论分析结果也较为吻合,从而证明了理论分析方法的正确性。     

起挑流量和终挑流量的拟合分析

贴坎水流在泄水建筑物挑流消能中客观存在,起挑流量和终挑流量的确定直接影响到鼻坎及下游的安全性和防护设计。通过水工模型试验,研究高水头泄水建筑物在一定泄槽底坡条件下,不同反弧半径、挑射角度对起挑流量和终挑流量的影响。并在试验成果的基础上,通过数学回归分析,分别拟合得到起挑流量、终挑流量的计算公式。经实例验证,拟合公式可直接应用于实际工程,可为工程设计提供参考。