传感器与ispPAC10的接口电路及其抗干扰设计

在系统可编程模拟器件ispPAC是近年来出现的新型模拟集成电路,代表着当今最新的模拟电子线路设计和实现方法,具有广阔的应用前景.以ispPAC10为例介绍了可编程模拟器件的结构特点和工作原理,主要讨论ispPAC10与声、振动等常用传感器的接口电路及其抗干扰设计,方法简单有效,为可编程模拟器件在传感器匹配、数据采集、信号处理、仪器仪表、控制与监测等重要领域的应用提供基础的技术支持.     

宽频太赫兹减反增透器件研究进展

介绍了国内外宽频太赫兹减反增透器件的研究进展以及在基于高阻硅衬底的聚苯乙烯上用热压印法制备出的一种减反结构。利用这一减反结构制备出的减反器件的透射率比传统的结构要增加近20%,在基于高阻硅衬底的高折射率纳米复合材料(TiO2-COP)上,经热压印后的减反器件在1.02THz处的透过率为64.9%。最后简要地介绍了太赫兹减反增透器件的实际应用。     

数字集成电路的微机控测系统

本文论述了用MCS-51系列单片微机控制的数字集成电路,ADC器件、DAC器件、集成运放的测试原理。介绍了硬件结构整体设计和软件流程设计,研制成功的样机与其它同功能的测试系统相比,具有体积小、重量轻、扩展容易、测试范围宽、成本很低、操作方便和可靠性高等优点。是一种性能/价格比高的便携式测试仪。     

开关电感Boost变换器的研究与分析

在电力终端表中,开关电源变换器升压能力不足,且开关器件应力大。将开关电感结构嵌入传统Boost变换器中,构成开关电感Boost变换器(SIBC)。通过研究分析该变换器在连续导通模式下的工作特性,对其进行了稳定性分析。结果表明,开关电感Boost变换器较大地提高了升压能力,且输入电压利用率高、开关器件应力低。     

集成电路芯片管脚尺寸自动检测的研究与实现

集成电路芯片管脚尺寸是否合格,是芯片自动化安装的关键,本文应用机器视觉和机械自动化技术,研制自动检测设备,实现集成电路芯片管脚尺寸检测自动化。实验测试表明,该设备具有较高的检测精度和检测速度,检测结果满足要求。     

基于ZnO压电薄膜的柔性声表面波器件

提出并制备了基于聚酰亚胺柔性衬底的声表面波(SAW)器件。在柔性聚酰亚胺衬底上低温反应磁控溅射沉积了ZnO压电薄膜;采用X射线衍射仪,扫描电子显微镜,原子力显微镜等设备对ZnO薄膜进行了检测,结果表明:ZnO薄膜晶粒呈柱状生长并且(002)择优取向,膜粗糙度小于9nm,适合制作压电器件。在柔性衬底上制备了基于ZnO压电薄膜的SAW器件,该器件表现出良好的谐振性能。采用矢量网络分析仪检测器件的传输曲线,实验结果与仿真结果具有很好的一致性。随着波长减小,谐振频率和相速度增加,当ZnO厚度为4μm,波长为8μm时,器件的谐振频率为268MHz,相速度为2 144m/s,机电耦合系数为1.1%;当ZnO厚度增加时,此叠层结构的声表面器件的叠层声速也增加。     

数字集成电路的微机控测系统

本文论述了用ＭＣＳ－５１系列单片微机控制的数字集成电路，ＡＤＣ器件、ＤＡＣ器件，集成运放的测试原理。介绍了硬件结构整体设计和软件流程设计，研制成功的样机与其它同功能的测试系统相比，具有体积小，重量轻，扩展容易、测试范围宽、成本很低、操作方便和可靠性高等优点。是一种性能／价格比高的便携式测试仪。     

扩展电阻温度传感器的参数优化

对扩展电阻温度（SRT）传感器的阻温特性（R－T）进行了研究。实验结果表明，器件的结构尺寸、衬底的掺杂浓度大大地影响着器件的最高工作温度（Tmax），而工艺条件的影响很小。适当小的n^ 圆形半径和适当高的衬底掺杂可使SRT传感器的正温度系数（PTC）工作区在2mA的正向偏置电流下拓宽至400℃以上。     

宽范围高对准精度纳米压印样机的研制

传统的光学光刻技术由于受光波波长和数值孔径等因素的限制难于制作特征尺度小于100nm的图案.与传统光刻相比,纳米压印光刻的分辨率不受光的衍射和散射等因素的限制,可突破传统光刻工艺的分辨率极限,因而被认为是一种获得100nm以下图案较好的下一代方法.介绍了自行研制的具有高定位和对准精度的纳米压印样机.利用该样机压印出的纳米级光栅、微凸点阵列、微透镜阵列等纳米结构和微器件的图形质量均匀性良好.该工艺为实现低成本、大批量复制纳米结构创造了条件,在半导体集成电路、微光学、生物和化学分析等微纳结构和器件的制作中有着广泛的应用前景.     

基于MEMS的V型梁结构设计和性能测试

为了研究不同弯曲曲率对V型梁结构具有不同的影响,提出了以LCP柔性材料为衬底的V型梁弯曲的力学模型,并通过软件仿真和实验验证了弯曲曲率对柔性V型梁器件的影响.从对比结果可得,当柔性衬底的曲率从0逐渐增大到33.3 m-1时,V型梁的驱动电流也随之增大,实测值与仿真值的最大误差低于6.0％,很好地揭示了柔性衬底弯曲曲率对...     

Novel high-frequency, high-power, pulsed oscillator based on a transmission line transformer

Recent analysis and experiments have demonstrated the potential for transmission line transformers to be employed as compact, high-frequency, high-power, pulsed oscillators with variable rise time, high output impedance, and high operating efficiency. A prototype system was fabricated and tested that generates a damped sinusoidal wave form at a center frequency of 4 MHz into a 200 Omega load, with operating efficiency above 90% and peak power on the order of 10 MW. The initial rise time of the pulse is variable and two experiments were conducted to demonstrate initial rise times of 12 and 3 ns, corresponding to a spectral content from 4-30 and from 4-100 MHz, respectively. A SPICE model has been developed to accurately predict the circuit behavior and scaling laws have been identified to allow for circuit design at higher frequencies and higher peak power. The applications, circuit analysis, test stand, experimental results, circuit modeling, and design of future systems are all discussed.     

大尺寸垂直梳齿驱动MOEMS扫描镜

提出了一种采用垂直梳齿驱动器驱动的大尺寸、大扭转角度、低驱动电压微光机电系统（MOEMS）扫描镜。理论分析了垂直梳齿驱动器的工作原理,研究了垂直梳齿的制作工艺,采用体硅加工工艺结合硅-硅键合工艺制作了垂直梳齿驱动的MOEMS扫描镜。制作的扫描镜镜面尺寸为3 mm×2 mm,谐振频率为1.32 kHz。测试表明,该扫描镜镜面具有很好的光学表面,其表面粗糙度的均方根只有8.64 nm;扫描镜在驱动电压为95 V时可以实现最大2.4°的扭转角度;测得其开启时的响应时间为1.887 ms,关断时的响应时间为4.418 ms。     

片上集成MEMS射频滤波器

研究采用MEMS工艺技术制造可在硅集成电路片上集成的射频滤波器.MEMS工艺技术实现了高性能嵌入式螺管电感和金属-绝缘层-金属电容元件的集成制造.整个微加工制造工艺为低温工艺,可与CMOS集成电路工艺实现后端集成.基于此工艺,设计和实现了应用于5 GHz射频频段的微小化的片上集成滤波器,包括一种低通滤波器和一种带通滤波器.测试结果表明,5阶低通滤波器的 -1.5 dB 转折频率在5.3 GHz频率,从直流到5 GHz频率的插入损耗小于1.06 dB.实现的带通滤波器为两阶谐振耦合式,在中心频段5.3 GHz的最小插入损耗为4.3 dB,通带内的回波损耗大于13 dB.研究结果表明:该微加工技术适用于无源器件和滤波器电路的CMOS后端集成,适合高性能射频片上系统的应用.     

基于电压倍增器的混合储能系统电压均衡方法

传统主动均衡拓扑往往需要大量的开关管、电感、变压器或双向开关等元件实现能量传递,对于电动汽车而言,无疑会增加系统的体积和成本。鉴于此,本文提出了一种基于电压倍增器的电压均衡拓扑,用于锂离子电池和超级电容组成的混合储能系统。电池均衡拓扑和超级电容均衡充电器通过复用半桥逆变电路集成到仅含2个开关管、3个电感以及若干电容和二极管的电路中,可有效降低混合储能系统的体积和成本。电池均衡拓扑具有自模块化特性,电压均衡速度更快,超级电容充电器具有恒流充电特性。本文详细描述了该拓扑的工作模态和波形,并利用PSIM仿真验证了其均衡特性。最后,设计了由4个电池和4个超级电容所组成的混合阵列进行实验验证。实验结果表明,均衡后单体间电压极差降至10 mV以下,证明了所提方法的有效性。     

具有负折射的二维光子晶体设计

提出一种具有负折射特性的二维光子晶体设计。对其色散关系的分析表明,该设计对归一化频率为0.5263的TE极化光波具有负折射特性。时域有限差分(FDTD)数值计算模拟结果证明了分析的正确性;并且负折射对光子晶体层数没有依赖关系;很薄的光子晶体就能表现出明显的负折射,且便于实验制作和探测;在一定入射角范围内,光子晶体平板表现出奇异的负折射导引现象。给出了光子晶体模型参数。     

An innovative combined electronic instrument transformer applied in high voltage lines

For better performances, electronic instrument transformers are used to replace conventional electro-magnetic inductive current or potential transformers based on ferrous cores and windings to measure heavy current and high voltage in power system. But unpredictable stability, high price and unsatisfactory life hold back their industrializations. Employing the simple but reliable insulation structure of conventional transformer and the unconventional sensing methods of electronic transformers at the same time, an innovative combined electronic instrument transformer is presented in this paper. Performances of the prototype are estimated through relative tests, and the novel design has low price, high accuracy, satisfactory stability, very wide frequency response and long operation life, and therefore is well adapted to any voltage level up to 750 kV.     

大塑性变形制备高强镁合金的研究与展望

系统介绍了大塑性变形细化晶粒的条件和工艺,综述了制备细晶镁合金的三种大塑性变形工艺的基本原理、特点和应用,剖析了细晶镁合金的强度和超塑性特征,指出了大塑性变形制备高强镁合全的发展方向。     

Wavelets’ filters and higher-order frequency analysis of acoustic emission signals from termite activity

A comparative analysis between two higher-order statistics in the frequency domain, combined with wavelets’ filters, confirms the existence of three frequency sub-bands that characterize the species emission. De-noising via wavelet eliminates the symmetrical noise and reveals non-Gaussian features. Here, we show that the spectral kurtosis enhances the low and high-frequency components with high power variability, once the filter banks are applied, revealing new zones in the spectrum that are associated to high variability in the amplitudes. Despite de-noising via wavelets, the bi-spectrum is attenuated, but it confirms the frequency pattern of the emission, denoting at the same time the non-zero skewness of these components. Complementarily, it is observed that high bi-frequencies are attenuated more severely, suggesting the idea that certain frequencies content more information regarding symmetry than others. Results have been confirmed using three common wavelet families.     

基于多壁碳纳米管的QCM甲醛传感器的研究

采用化学还原沉积法制备了经贵金属钯(Pd)修饰的多壁碳纳米管(MWCNTs),Pd均匀地分布在多壁碳纳米管上,Pd/MWCNTs的平均粒径为4 nm.以Pd/MWCNTs作为敏感材料将其均匀地涂覆在石英微振天平(QCM)表面制成QCM甲醛传感器.测试系统安装了2个QCM:参比QCM(洁净的晶振)和敏感QCM(涂覆了 Pd/MWCNTs的晶振),传感器的响应为通入待测气体前后这2个QCM间频率差的变化值.在室温条件下,该气体传感器对甲醛气体具有较明显的响应,线性范围为1.3～65 mg/m3,检出限可达0.026 mg/m3.对13 mg/m3甲醛气体的响应为262.4 Hz,响应时间约为120s,恢复时间约110 s.该传感器具有可重复性、较好的使用寿命和一定选择性.     

The critical aspects in the design of high-current inductors

High-voltage high-current inductors are important components of power-supply systems that are based on capacitor banks with a high energy capacity. The main aspects of designing high-current inductors that were obtained via numerical simulation are presented. A harmonic analysis was performed to take the influence of eddy currents on the inductance value and mechanical stresses into account. It was shown that the choice of materials significantly influences the parameters of the inductor. Calculations of the stray magnetic field in a quasi-toroidal assembly of inductors were performed. It is shown that the leakage magnetic field in the far-field zone is two orders of magnitude lower for an assembly of four inductors than for one inductor.