基于FPGA＆ASIC的专用USB接口设计与实现

无驱型USB KEY专用接口的设计和实现是基于FPGA＆ASIC的。该设计主要使用Verilog语言在FPGA上实现USB协议，并提供针对USB收发器和微控制器的接口。通过该接口USBKEY在接入系统后不需要驱动程序即可正常使用。该设计通过了软件的仿真并在FPGA上进行了硬件验证。     

一种硅微机械陀螺小信号检测电路的设计

微弱输出信号的检测是微机械陀螺接口电路设计中的关键技术.针对旋转载体驱动硅微机械陀螺的振动特性,给出了一种适用于微弱电容变化量的小信号检测电路.信号经过差分放大之后,设计了一种适合该陀螺特点的带通滤波器,并对该电路的幅频特性和相频特性进行了分析.实验结果表明,该电路能有效敏感电容变化量,陀螺接口电路能检测到10-3pF量级的电容变化,最小分辨率可以达到0.1°/s.     

硅微陀螺的静电-结构耦合分析与模拟

硅微陀螺是一个涉及力、电和流体等多个能量域的复杂系统，设计过程中综合考虑这些能量域的耦合作用有利于预测和改善陀螺的系统性能。本采用半解析的方法分析了陀螺中的静电-结构耦合问题，引入机电转换单元模拟了偏置电压对驱动模态和敏感模态频率的影响。结果表明基于半解析的耦合分析方法能准确快速地求解微陀螺的静电-结构耦合问题。     

SDH中E1接口数字分接复用的ASIC电路设计与实现

介绍了用于SDH系统中E1接口电路———数字分接复用器的专用集成电路 (ASIC)的VHDL电路设计及FPGA实现。该分接复用器电路用纯数字同步方式实现 ,可完成SDH系统接口电路中 7路 (可扩展成N路 )E1数据流的分接和复用。该设计输入采用VHDL和状态转移图。     

组合陀螺测试系统的设计与实现

为提高惯性导航系统的主要性能参数精度,运用IFOG测试标准规范的性能指标测试方法,在PXI硬件测试平台和SGT320E型三轴多功能转台上,通过建立LabVIEW的信号处理模块,设计出了单轴光纤陀螺测试系统.实验结果表明：测试系统实现了光纤陀螺组合的电压/电流监测,电压、电流偏差低于10%;完成了PXI控制系统对转台转速、方向的控制和光纤陀螺的标度因数、零偏、分辨率等性能指标的测试功能,得到测试标度因数精度为±10%,零偏小于0.2°/s,分辨率小于0.03°/s.     

体硅微机械陀螺的设计与模拟

针对工艺误差引起的频率不匹配问题,模拟设计一种基于体硅工艺的新型结构高灵敏度微机械陀螺,采用差分驱动有效克服了静电力分布不均匀对灵敏度的影响．通过对陀螺的结构性能进行有限元模拟分析,合理选择结构参数,驱动频率为5．200kHz,敏感频率为5．187kHz,匹配系数R≈0．25％．此结构既有效地消除了机械耦合,又使驱动模态与敏感模态匹配良好．     

陀螺输出信号测试系统的设计

本文介绍了某型号陀螺检测系统的核心部分即基于PCI总线的脉冲计数板的设计.陀螺检测系统能够测量陀螺上电2s内的点火次数和每次点火的时间,在2.8～2.9s间连续测量陀螺6路输出脉冲每1ms时间段内的个数,在2.9s后以4ms为时间段连续采集陀螺的输出脉冲.脉冲计数板用2个计数器轮流采集1路输出脉冲,当一个计数器计数达4ms时,停止计数,马上切换为另一个计数器进行计数,两个计数器交替计数,这样既保证了采集的准确性,也兼顾了测量的连续性.脉冲计数板用可编程逻辑器件构建计时器、形成计数器的门控信号以及其他控制逻辑,并每4ms向PCI总线发送一次中断请求.该脉冲计数板测量频率的范围从0.01Hz～1.6MHz.     

旋转载体用硅微机械陀螺的相位研究

介绍了利用旋转载体自旋作为驱动力的硅微机械陀螺的结构和原理,通过对陀螺相位的处理来判断载体的偏转极性。用重力加速度计信号反映载体自旋信号作为基准,通过比较陀螺信号和加速度计信号的相位,再除去两者相位差中所含的滞后值,进而可以判断载体在空间中实际偏转方向。     

基于硅工艺的12GHz单片接收RF Front-End设计

提出了一种基于硅材料的、工作在12 GHz频率的用于接收卫星数字图像广播的单片射频前端系统,该系统含有低噪声放大器、混频器和第二级放大器,所有的电路都集成在硅材料工艺中,可以用于频率在12GHz的卫星通信频段信号的接收。     

硅基集成光开关阵列的高速驱动控制电路设计

通过分析光开关单元的物理结构,提出等效电学模型,用于模拟光开关单元的瞬态响应.基于该模型,针对光开关阵列设计高速驱动控制电路,结合仿真探究电压尖峰对光开关单元瞬态响应的影响.系统测试结果表明,驱动电路施加的电压信号的上升/下降时间为1.7/1.6 ns,能够满足高速光开关纳秒级切换速度的需求.在该驱动电路的配合下,光开关阵列的切换时间为2.1～5.9 ns,实现了较先进的高速光交换系统.     

集成Si基低噪声放大器的注入损伤研究

Si基和GaAs基低噪声放大器(LNA)内部有源器件的基极／发射极间是注入能量作用下容易损伤的敏感部位,同时Si基LNA内部的无源电阻也是外界能量作用下的易损薄弱环节之一．为了研究注入损伤机理和对LNA性能参数的影响,进行了能量色散谱(EDS)分析和表面形貌(SEM)分析．SEM分析表明,不同能量作用下的样品其内部无源电阻和晶体管基极分别出现了异常,而对比正常和异常区域的EDS谱表明电极异常区域的组分有明显变化．ADS2004A的仿真结果表明,能量作用后电阻损伤阻值增大引起LNA噪声系数和增益特性退化．实验结果表明,LNA噪声系数N_F对能量的作用更敏感,能量注入对N_F的影响远强于其对增益的影响,噪声系数N_F的变化应作为Si基LNA能量作用损伤的判据之一．     

关于旋转载体用硅微机械陀螺信号研究

在硅微机械陀螺研究中,利用硅微机械陀螺信号来获取旋转载体的偏转方向和偏转角度是两个很重要的问题。首先介绍利用相位法获取旋转载体的偏转方向理论,然后详细讨论利用包络积分的方法来获取偏转角度大小的思想。相位法确定偏转方向是利用重力加速度计作为参考信号,利用陀螺与重力加速度计信号的相位差判断载体的偏转方向。积分法确定偏转角度大小,主要是用单片机采样代表载体偏转角速度大小的陀螺信号的峰值点,然后再对时间积分,求出偏转角度的大小。     

硅微机械陀螺信号非线性补偿算法的研究

由于无驱动结构硅微机械陀螺的特殊性,其输出信号受自转频率的影响很大,为非线性的,这种动态特性使陀螺无法实用化,因此提出了一种适合该陀螺信号非线性补偿的新算法,通过补偿理论分析,软件程序编写和调试,硬件电路的构建,实际测试的陀螺仪输出信号和补偿后陀螺仪输出信号的对比,论证了该非线性补偿算法的可行性,并且由实际数据验证了该算法的补偿误差较小,精确性很高。证实该算法可以消除由载体自转引起的陀螺信号的误差,最终使陀螺仪输出信号的幅值只与输入角速度之间呈线性关系,稳定性得到增强。从而完善了硅微机械陀螺信号处理系统,使陀螺实用化。     

硅微陀螺仪的建模

提出了硅微陀螺仪的集总建模方法．该方法将硅微陀螺仪划分为多个相互关联的基本单元,各基本单元的行为特征被集总到单元的节点端口上,并表征为矩阵形式．将根据物体相对运动理论,从基本单元的解析方程出发,给出了建立硅微陀螺仪基本单元模型的一般方法,并以Verilog-A为模型编码语言实现了硅微陀螺仪参数化的基本单元模型．在Cadence Spectre上进行了仿真验证,频域仿真结果与ANSYS计算结果相差在1%以内;时域仿真结果表明利用该系统级模型能够快速进行复杂机电一体仿真．     

双质量块微振动陀螺设计与仿真

设计了一种能降低模态之间的机械耦合的电容式双质量块微振动陀螺.此陀螺能精确地匹配模态频率,而且可以克服重力加速度对输出检测电容的影响.利用ANSYS对结构进行了仿真和优化,得到驱动频率为1 010 Hz,检测频率为1 009 Hz,频率匹配系数达到0.099%.利用MATLAB进行系统仿真,得到结构灵敏度为31.61 fF/(rad.s-1)机械灵敏度为59.77 nm/(rad.s-1).     

Research and test of the adaptive quadrature demodulation technologyfor silicon micro-machined gyroscope

A program of adaptive quadrature demodulation is proposed to supply the gaps in the traditional analog detection technology of a silicon micro-machined gyroscope (SMG). This program is suitable for digital phase locked loop (DPLL) drive technology that proposed in other papers. In addition the program adopts an adaptive filtering algorithm, which selects the in-phase and quadrature components that are outputs of the DPLL of the SMG’s drive mode as reference signals to update the amplitude of the in-phase and quadrature components of the input signal by iteratively. An objective of the program is to minimize the mean square error of the accurate amplitudes and the estimated amplitudes of SMG’s detection mode. The simulation and test results prove the feasibility of the program that lays the foundation for the further improvement of the SMG’s system performance and the implementation of the SMG system’s self-calibration and self-demarcation in future.