A novel loss compensation technique analysis and design for 60 GHz CMOS SPDT switch

A novel loss compensation technique for a series-shunt single-pole double-throw (SPDT) switch is presented operating in the 60 GHz. The feed-forward compensation network which is composed of an NMOS, a couple capacitance and a shunt inductance can reduce the impact of the feed forward capacitance to reduce the insertion loss and improve the isolation of the SPDT switch. The measured insertion loss and isolation characteristics of the switch somewhat deviating from the 60 GHz are analyzed revealing that the inaccuracy of the MOS model can greatly degrade the performance of the switch. The switch is implemented in TSMC 90-nm CMOS process and exhibits an isolation of above 27 dB at transmitter mode, and the insertion loss of 1.8-3 dB at 30-65 GHz by layout simulation. The measured insertion loss is 2.45 dB at 52 GHz and keeps<4 dB at 30-64 GHz. The measured isolation is better than 25 dB at 30-64 GHz and the measured return loss is better than 10 dB at 30-65 GHz. A measured input 1 dB gain compression point of the switch is 13 dBm at 52 GHz and 15 dBm at 60 GHz. The simulated switching speed with rise time and fall time are 720 and 520 ps, respectively. The active chip size of the proposed switch is 0.5×0.95 mm².     

小型化三耦合线Marchand巴伦的等效模型分析与验证

为了实现三耦合线Marchand巴伦的快速设计,缩小巴伦的尺寸,提出了一种简化的三耦合线Marchand 巴伦等效模型及小型化设计方法。该等效模型将复杂的三耦合线的S参数散射矩阵的计算问题简化为对两个并联的平行耦合线的S参数散射矩阵的计算。为了验证该模型和设计方法的有效性,采用0.1 μm 砷化镓pHEMT (pseudomorphic High Electron Mobility Transistor)工艺制作了一款75~110 GHz的单平衡混频芯片,最终应用于单平衡混频器的巴伦耦合线长度被缩减为中心频率1/4波长的44%。良好的混频器性能和紧凑的芯片面积证明了所提三耦合线巴伦的等效模型和设计方法能够为单片集成微波电路芯片的设计提供指导作用。     

电压解耦矢量控制型交流牵引平台

针对大功率变频实验平台能耗大、对电网干扰大的问题,设计了一种电压解耦矢量控制型交流牵引仿真实验平台.采用转速、转矩分别独立控制实现牵引传动系统和动态负载转矩的模拟与控制.结合城轨动车交流牵引系统的参数,对实验平台的控制方案和控制性能进行仿真验证,分析了系统动态启动过程、能量回馈和系统平衡条件,仿真结果表明系统性能良好,为实物平台的搭建提供了理论依据和数据支持.     

126.6～128.1 GHz基波压控振荡器设计

采用65 nm CMOS工艺,设计一款基波压控振荡器(VCO).采用负阻单元的寄生电容与用户自定义电感形成VCO的电感-电容(LC)谐振网络.采用交叉耦合对管作为VCO的负阻单元,维持VCO的稳定输出信号.通过控制尾电流管的偏置电压大小调节交叉耦合管的寄生电容,从而实现输出频率的调谐. VCO输出缓冲器(buffer)采用共源-共栅(Cascode)结构以减小负载电阻对电路振荡的影响.所设计的片上变压器实现了差分信号转单端信号功能,并与传输线、地-信号-地(GSG)焊盘实现了VCO输出匹配.测试结果表明,电路的输出频率范围为126.6~128.1 GHz,调谐范围为1.5 GHz.当电路工作频率为127.2 GHz时,输出功率为–26.8 dBm,偏频为1 MHz处相位噪声的仿真值为–86.3 dBc/Hz.该电路的芯片面积为405μm×440μm.     

牵引传动系统仿真数据压缩设计与实现

地铁机车牵引传动系统仿真模型复杂、仿真时间长、仿真精度高,与其相关的数据量非常大。若要实现对地铁机车的牵引传动系统的仿真分析,同时存储仿真分析结果,就必须删除系统仿真产生的冗余数据。结合南京地铁西延线地铁机车牵引传动系统仿真软件——TSim产生海量数据的问题,该文提出了一种有针对性的自适应在线压缩算法。该压缩算法根据牵引传动系统仿真产生的数据结构的不同,对仿真数据做了特殊处理并设计了相应的子压缩算法。实验结果表明：该压缩算法能够在保证失真度最小的前提下,在最大程度上减少了仿真数据量,节省了存储的时间与空间,加快了后续处理速度,提高了牵引传动系统仿真的效率。     

基于神经网络的高低频组合式逆变器设计

提出了一种新型的高低频组合式级联多电平逆变器。采用人工神经网络BP算法和特定谐波消去方法,建立了高低频组合式级联多电平逆变器的系统模型,低频单元承担了大部分的有功功率,高频单元工作在无功状态,补偿低频单元的输出,消减谐波。该逆变器可以扩大逆变器设备容量,提高输出波形质量。实验表明:经高频单元补偿,各次谐波基本消除,THD小于1%。