用于射频能量收集的低阈值CMOS整流电路设计

基于TSMC 180 nm工艺,设计了一款高效率低阈值整流电路。在传统差分输入交叉耦合整流电路的基础上,提出源极与衬底之间增加双PMOS对称辅助晶体管配合缓冲电容的改进结构,对整流晶体管进行阈值补偿。有效缓解了MOS管的衬底偏置效应,降低了整流电路的开启阈值电压,针对较低输入信号功率,提高了整流电路的功率转换效率(PCE)。同时将低阈值整流电路三级级联以提高输出电压。测试结果显示,在输入信号功率为-14 dBm@915 MHz时,三级级联低阈值整流电路实现了升压功能,能稳定输出1.2 V电压,峰值PCE约为71.32%。相较于传统结构,该低阈值整流电路更适合用于射频能量收集。     

基于F2812的数据采集处理系统设计

提出了一种基于F2812的数字信号处理器实现数据采集处理的解决方案.将TMS320F2812 DSP处理器与MAXI25 A/D转换芯片相结合,通过CPLD来实现组合逻辑和外设电路的地址译码,设计了系统的硬件结构和软件流程,并编写了DSP数据采集处理程序.该系统被应用在电能质量监测上,实现对三相电压、电流的数据采集和计算处理,最后通过测试得到电网电能质量的各项指标,取得了较好的效果,实用性强,可靠性高,具有很好的应用和发展前景.     

基于NiosⅡ的USB接口模块设计

Nios Ⅱ是Altera公司推出的第二代IP软核处理器,它与其他IP核构成了SOPC系统的主要部分。用户可以通过自定义逻辑的方法在SOPC设计中添加自己开发的IP核。这种用户自定义逻辑具有灵活高效等特性,充分体现了SOPC设计的优越性。本文简要介绍了Nios II设计架构,然后通过一个USB控制器的接口模块设计实例,详细介绍了Nios II设计中用户自定义逻辑的实现方法和效果,同时给出了对USB控制器SL811HS的底层读写函数。     

基于μC/OS-Ⅱ的智能电网参数监测仪的设计

根据国家对电能质量监测设备通用要求的最新标准（GB/T 19862-2005）,以TMS320F2812DSP为核心,移植嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ,设计了一种智能电网参数监测仪,外扩SD卡以满足大数据量存储的要求,同时扩展了以太网接口实现了高速远程通讯.本文主要介绍了DSP与SD卡及以太网的接口技术,并给出了相应软件的实现方法.     

基于40 nm CMOS工艺的高效率功率放大器设计

针对硅基毫米波功率放大器存在的饱和输出功率较低、增益不足和效率不高的问题,基于TSMC 40nm CMOS工艺,设计了一款工作在28GHz的高效率和高增益连续F类功率放大器。提出的功率放大器由驱动级和功率级组成。针对功率级设计了一款基于变压器的谐波控制网络来实现功率合成和谐波控制,有效地提高了功率放大器的饱和输出功率和功率附加效率。采用PMOS管电容抵消功率级的栅源电容,进一步提高线性度和增益。电路后仿真结果表明,设计的功率放大器在饱和输出功率为20.5dBm处的峰值功率附加效率54%,1dB压缩点为19dBm,功率增益为27dB,在24GHz~32GHz频率处的功率附加效率大于40%。     

基于环境微弱能量收集的低阈值CMOS电路设计

环境中存在着丰富的电磁波能量,而人体运动产生的机械能则是一种不受外界干扰非常稳定的能源,这些能源的存在使设备为自身供电成为可能.由于射频电磁波能量和振动能量密度低的特性,设计了一种能够匹配低功耗低电压的复合能量收集与管理电路.该电路采用0.18 μm标准CMOS工艺,对电源转化模块、电源调节模块(整流电路、滤波电路、升压电路,以及为升压电路提供时钟信号的振荡电路)和储能模块进行了分析与设计.整流电路的最低输入电压为200 mV,整流效率达到75％.升压电路采用新型电荷泵电路,具有4.8倍升压效果,输出电压最高达到970 mV,电压纹波率为0.5％.当输入电流为50 μA时,该电路转换率为10％,输出平均功率为1.14μW.     

在系统可编程序模拟器件及其开发技术与应用

介绍了在系统可编程模拟器件ispPAC的结构、原理及其开发软件PAC－Designer的应用。     

一种300 GHz CMOS高增益谐波混频器

基于TSMC 65 nm CMOS工艺,设计了一种工作在300 GHz的高增益、3阶谐波混频器。在谐波混频器中,提出将射频电感与接收天线设计为一体的新思路,不仅避免了二者之间的匹配,还减小了芯片尺寸。该谐波混频器包括片上天线、混频模块、IF放大器等。仿真结果表明,片上环形天线的谐振频率点在300 GHz附近,射频电感在300 GHz附近为21.9 pH,混频模块的转换增益为－5.4 dB,IF放大器的电压增益为23.5 dB,谐波混频器的最大转换增益为14.9 dB。当谐波混频器的转换增益大于0 dB时,输出频率带宽为0.05~12.47 GHz。     

基于压电材料的双频段混合能量收集天线

针对环境混合能量收集(天线)的小型化设计目标,设计一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电材料的双频段共面波导(CPW)天线。天线的主要辐射单元为矩形铜皮贴纸,两侧对称的L型铜皮贴纸形成共面波导馈电结构,并作为微扰单元改变天线的表面电流分布,实现双频的设计要求。天线设计并制造在PVDF压电薄膜上,由于压电材料本身所具备的压电特性和高介电常数,该天线可同时收集射频与振动2种能量,天线尺寸得到有效减小。实验结果表明：该天线可同时工作在2.4 GHz和5.8 GHz的常用工业、科学与医学(ISM)频段,峰值增益分别为0.77 dB和2.47 dB。     

基于左手材料的矩形环分形微带天线研究

通过将矩形环分形天线嵌入到左手材料中,形成一种基于左手材料的矩形环分形微带天线。采用有限元法对该复合天线进行分析和仿真,发现基于左手材料的矩形环分形微带天线在各频段增益明显增大,同时具有较低的回波损耗和电压驻波比,实现了较好的匹配性,且有效地改善了天线的性能。由此可以看出基于左手材料的矩形环分形微带天线在移动通信、卫星通信以及航空航天等领域具有潜在的应用价值。