射频锁相环电路工作特性仿真与分析

射频锁相环是一种能够跟踪输入信号相位变化的闭环自动跟踪系统,此类电路具有负反馈闭环特点、系统状态多,工作特性复杂,其故障诊断和定位是无线电设备维修保障中的难点问题。针对上述问题,研究了射频锁相环电路的工作特性与故障定位方法。首先,针对典型射频锁相环电路,推导得到了其数学模型。然后,建立了其电路仿真的模型,仿真分析了环路四种主要工作状态和各模块对环路整体性能的影响。最后,采用开环故障隔离与关键节点信号比对法进行环路故障定位。研究结果为模拟锁相环电路故障诊断提供了理论依据,对实际电路故障诊断具有一定参考价值。     

高阶电荷泵锁相环环路滤波器的设计

考虑到电荷泵锁相环离散采样特性,本文提出了高阶电荷泵锁相环环路滤波器的模块化设计方法.它可以将电荷泵锁相环设计成任意要求的阶和型.这样的锁相环既能消除相位抖动,又能跟踪大的频率阶跃或斜升的输入信号.通过对所设计的电荷泵锁相环稳定性和特征分析,确定了环路参数的选择范围,得出n阶n型的锁相环均优于其他类型.对两种类型的电荷泵锁相环的仿真,结果表明了设计方法的有效性和分析方法的正确性.本文的设计方法为高阶电荷泵锁相环滤波器的设计提供了重要的参考和指导.     

基于Simulink的倍频电路锁相环仿真平台设计

根据电荷泵锁相环的基本原理建立了基于Simulink的倍频电路锁相环仿真模型,并按照设定的参数仿真环路带宽对暂态特性的影响,结果表明仿真平台能够验证倍频电路的性能,为研究噪声对时钟抖动的影响打下良好基础。     

一种实用的5阶电荷泵锁相环性能分析与设计仿真

本文在分析5阶锁相环基本原理和线性化数学模型的基础上,给出了一种实用的4阶环路滤波器的设计方法,用Matlab编程计算锁相环的参数;用ADS工具对系统性能进行仿真,仿真结果与预期结果相吻合;比较了具有相同环路带宽和相位裕度下的高阶锁相环的杂散性能。这对5阶电荷泵锁相环的系统设计和仿真有一定的指导意义。     

一种用于高速PLL的CMOS电荷泵电路的设计

通过对电荷泵电路中存在的电荷注入、时钟馈通、电荷共享等现象的分析,设计了一个新型的高速电荷泵锁相环.电荷泵的设计是根据Mentor Graphics的eldo平台仿真CMOS0.35um技术.工艺,.仿真采用3.3V电源电压供电,功耗为0.47mW.仿真结果表明,该电荷泵电路可以很好地满足高速锁相环电路的要求.     

一种应用于CMOS电荷泵锁相环中的新型电荷泵

电荷泵是CMOS电荷泵锁相环中的一个重要模块,其性能直接决定了整个锁相环系统的工作稳定性和各项指标的好坏,但传统结构的电荷泵却存在电荷共享、电流失配、电荷注入以及时钟馈通等问题。本设计为一种利用可调节共源共栅结构的差分输入单端输出电荷泵,采用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺,利用Agilent公司推出的系统分析软件ADS（Advanced Design System）完成对电路的仿真。仿真结果表明该CMOS电荷泵具有相位噪声小,输出电流平滑,输出电压谐波分量低,开关延迟小等优良特性,在电荷泵输出电压范围为0.7～2.4V内,充放电电流匹配良好。     

高性能锁相环中电荷泵电路研究

本文分析了电荷泵型锁相环中电荷泵电路的工作机制和过冲问题,在此基础上提出了低噪声电荷泵设计技术,有效减小了电荷泵的过冲效应,提高了锁相环中电荷泵电路的稳定性。     

一种用于频率驾驭系统的快速捕获锁相环设计

锁相环是一种能够完成两个信号相位同步的负反馈控制系统,其滤波作用可以使其通频带很窄,且自动跟踪输入频率,因此锁相环常用于原子钟、频标驯服系统以及时间同步系统中,是通信、卫星导航以及电子测量系统的重要组成部分。锁相环中相位噪声和捕获时间是两个相互制约的指标,在减少锁相环捕获时间的同时抑制相位噪声是目前锁相环技术研究中的重要问题之一。针对这一问题,基于模拟锁相环的基本理论和构成,根据环路带宽和捕获时间的数学关系,设计出一种辅助捕获电路,并应用于铷铯组合钟的频率驾驭模块。此电路可根据检相输出信号动态调整环路滤波器的阻值以改变环路带宽,从而实现快速捕获。实验表明,所设计的快速捕获锁相环的捕获时间为5.71 ms@1 Hz,锁相环输出信号杂波抑制优于-90 dBc,谐波抑制优于-55 dBc。     

三阶电荷泵锁相环的分析与仿真

在分析锁相环基本原理和线性化模型的基础上,给出了基于锁相环系统环路带宽和相位裕度的环路滤波器参数的计算公式.结合具体的参数计算,给出系统参数,然后用ADS工具对系统进行仿真,结果表明利用给出的方法来设定锁相环的参数,通过反复几次的调节能得到一组很好的系统参数,仿真结果于预期的相吻合,对三阶电荷泵锁相环的系统设计和仿真有一定的指导意义.     

基于ADS三阶电荷泵锁相环的分析和仿真

在分析锁相环基本原理和线性化模型的基础上,给出了基于锁相环系统环路带宽和相位裕度的环路滤波器参数的计算公式.结合具体的参数计算,给出系统参数,然后用ADS工具对系统进行仿真,结果表明利用给出的方法来设定锁相环的参数,通过反复几次的调节能得到一组很好的系统参数,仿真结果于预期的相吻合,对三阶电荷泵锁相环的系统设计和仿真有一定的指导意义.     

用于高精度图像传感器的锁相环

为了提高图像传感器的探测精度,给像素中的传输管提供高精度时钟信号,设计了一款可编程式电荷泵锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)模块。该模块使用分频器以输出可调控频率的时钟,增加了复用性;在电荷泵中加入单位增益放大器以消除毛刺,增大了锁相环精度;同时给出了针对整个模块的相位噪声分析。仿真结果表明,当输出200 MHz时钟时,信号的时钟抖动为28 ps,电路工作在1.5 V电压下的功耗<2 mW。该模块已用于一款高精度图像传感器中,在0.11μm CMOS工艺下进行了流片,测试结果表明其可以实现50 MHz到200 MHz的高精度时钟输出,满足了芯片对于时钟的需求。     

基于FPGA的自动变模控制感应加热电源全数字锁相环研究

针对感应加热电源频率跟踪设计中传统锁相环电路设计复杂、跟踪速度慢、锁相频带窄、单独模块设计修改繁琐等问题,提出一种基于FPGA的自动变模控制感应加热电源全数字锁相环,即拓展锁相环中心频率频带和采用变模控制实现快速频率跟踪.应用SOC技术完成系统设计,并进行典型频带的计算机仿真.仿真结果证实了该设计具有宽范围的锁相能力及快速精确的频率跟踪性能,满足感应加热电源对负载频率变化的快速跟踪要求.     

54Mb/s NRZ时钟数据恢复电路的设计与实现

提出一种采用双环路的时钟数据恢复电路,电路采用改进型Hogge鉴相器;鉴相环电荷泵充放电电流为13.06μA,改善了输出时钟的抖动影响;压控振荡器采用四级环型振荡结构,由伪差分结构延迟单元组成,降低了系统电路设计难度,减小了VCO的增益。通过Cadence软件的Spectre工具仿真,能够顺利地从54Mb/s的非归零码数据中提取出54MHz的同步时钟,时钟占空比为50%,满足设计要求。     

具有惯量特性的并网逆变器黑箱模型辨识

针对具有惯量特性的并网逆变器,提出了一种统一虚拟同步发电机(VSG)模型和基于智能算法的惯量阻尼参数辨识方法,实现了对未知模型的商业化并网逆变器装置的数学建模和惯量评估.基于将具有惯量特性的并网逆变器装置等值为一台VSG的思想,总结了现有各种VSG的实现方法,归纳出一种包含锁相环和动稳态阻尼特性的统一VSG模型;利用遗...     

可编程中断控制器的仿真

Simulink可用作建模、分析和仿真各种动态系统的交互环境,通过Simulink提供的丰富模块资源和工具箱资源,用户很方便建立仿真模型。由于Simulink的模块库中,缺少各种可编程接口芯片模块,进行接口电路的仿真主要是通过确定电路的功能之后选择Simulink中的有关模块,对这些模块进行修改,重新封装,构建所需要的电路。结合Intel 8259A可编程中断控制器(PIC),介绍了利用Simulink对计算机接口电路进行仿真的过程。通过调用Simulink的模块库创建可编程芯片的仿真,删除芯片中多余的引脚,简化了各块芯片的复杂线路,突出了使用Simulink仿真的高效性和准确性。     

电容式微陀螺自适应闭环驱动系统的研究

对微陀螺闭环驱动系统理论进行分析讨论,结合微陀螺结构特性和自适应锁相环特点,设计一种微陀螺自适应闭环驱动系统。利用数学工具Matlab分别建立Simulink传统的自动增益控制器（AGC）方式闭环驱动系统模型和自适应闭环驱动系统模型,对其进行系统性能对比分析。分析结果表明：微陀螺自适应闭环驱动系统建立时间比传统AGC方式闭环驱动系统建立时间缩短69％,系统频率偏差仅为1Hz,频率稳定性是传统闭环驱动系统的38．46％,系统抗噪声能力优于传统闭环驱动系统。因此,采用自适应闭环驱动系统可以提高微陀螺的检测灵敏度。     

一种高性能人造视网膜微刺激器的设计

微刺激器是人造视网膜系统的核心组成部分,其设计面临诸多挑战.设计了一个驱动4×4微电极阵列的人造视网膜微刺激器,通过采用内部计数和内部RAM策略,将传输数据量减小到1/16.通过采用宽摆幅共源共栅结构使微刺激器的输出阻抗和输出电压摆幅分别达到2～4兆欧姆和90%以上,提高了其生物环境适应性.通过引入电荷平衡机制,减小了失配引起的电荷积累,提高了人造视网膜长期工作的安全性.仿真结果验证了该微刺激器方案的正确性.     

电流配比可调Buck并联电路变换器设计

本文主要在现有的Buck电路模块基础上,设计了一种实现输出电流可控和多路并联输出电流配比可调的Buck电路变换器。该系统由Buck驱动电路,供电电路,采样电路,控制电路构成。采用ARM公司STM32F407为主控制芯片产生控制驱动功率开关器件IGBT的PWM脉冲,对直流输入电压和各种不同类型的的直流负载实现电压电流双闭环PID算法控制。该系统输出电压闭环控制稳定,可以同时给多个负载进行供电,并且各路输出的电流的比例可调。仿真和实验结果验证了该项设计的稳定性和可行性。     

一种全新的硅微阵列陀螺仪

介绍了一种全新的硅微阵列陀螺仪的结构设计、模态仿真、电路闭环控制、数据融合方法和相关的的实验结果。基于热弹性阻尼理论的数值仿真,利用结构解耦的方法设计了硅微阵列陀螺仪的四质量块结构。利用ANSYS软件对硅微阵列陀螺仪的驱动模态和检测模态进行了仿真,仿真结果表明：硅微阵列陀螺仪共有四种不同的工作模态。根据静电力反馈原理,设计了基于数字锁相控制和数字闭环控制方法的控制电路。电路测试结构表明硅微阵列陀螺仪驱动模态的振动幅值的相对稳定性可以达到9×10-5。分析了硅微阵列陀螺仪的随机漂移特性,建立了漂移误差模型,并设计了卡尔曼滤波器以获取硅微阵列陀螺仪的随机漂移的最优估计。利用多传感器信息融合算法,硅微阵列陀螺仪的零偏稳定性可以提高10倍。