基于进化策略的测试系统非线性校正研究

提出了将进化策略算法用于对测试系统中信号转换电路的非线性误差进行校正.该算法基于实数编码,采用(μ λ)选择策略和高斯变异算子,即父代种群参与竞争;同时建立了用进化策略校正非线性误差时目标函数的数学模型.实验结果表明,用进化策略对信号转换电路进行非线性校正不仅能够自动搜索到最优多项式,而且精度高于最小二乘法和改进遗传算法.该方法同样适用于对测试系统中传感器等其它电子测量元件中存在的非线性误差进行校正.     

遗传小波神经网络的非线性模拟电路故障诊断方法

提出了一种将遗传算法(GA)、神经网络与小波变换相结合对非线性模拟电路进行故障诊断的方法;分析了传统BP型神经网络在非线性模拟电路故障诊断中存在的缺陷;提出了一种新的解决方法--利用小波变换对非线性电路故障信号进行预处理,对故障信号中的冗余信息进行剔除,然后利用遗传算法优化BP网络参数,如网络权值、阈值等.利用该方法对非线性电路进行故障诊断,有利于提高神经网络对电路故障诊断的智能性及识别故障类别的能力,提高故障诊断的精度与速度.实验结果表明,该方法是可行的.     

用于流水线模数转换冗余校正的溢出判断技术

基于流水线A/D转换器冗余位数字校正(RSD)理论,针对其无法判断信号溢出的不足,提出了一种用于冗余校正的溢出判断(OR)技术。该技术通过调整第一级子A/D转换器和编码电路及OR逻辑电路和选择开关电路来实现。仿真结果表明,采用该技术产生的OR=c1 co c2逻辑能显示输入是否发生溢出,并控制多路开关选择正确的数字输出。     

基于小波变换的高精度旋转变压器信号数字转换电路

针对旋转变压器信号到数字转换方法中,在采用DSP处理或查表方法时,由于正弦信号的非线性,造成转换精度较低的问题。本文提出基于小波变换的多分辨率分析理论,设计出一种高精度旋转变压器器信号到数字信号转换电路以提高转换精度。这里通过模拟电路实现Harr小波变换,通过对正弦信号进行逐级逼近处理,将信号分解并平移到（0~π16）范围内,根据泰勒定理实现角度值的求解,实现0.02°（14位二进制精度）的转换精度。成功解决了由于非线性信号造成的旋转变压器器信号到数字信号转换精度较低的问题,具有很高的实用价值。在此分析了电路工作原理并给出了SPICE仿真结果,试验表明该电路能够实现14位的转换精度。     

低功耗10位30MS/s流水线A/D转换器

基于0.18μm CMOS混合信号工艺,设计了一个低功耗10位30 MS/s流水线A/D转换器.通过优化各级采样电容和运放(0TA)偏置电流,以及使用动态比较器,大大降低了整体功耗.采用增益自举开关,以减少开关非线性;引入数字校正技术,以提高转换精度.当采样时钟频率为32 MHz、输入信号频率为16 MHz时,信噪失真比(SNDR)为59 Db,无杂散动态范围(SFDR)为71 Db.AD(:核心电路版图面积为0.64 mm2,功耗仅为32 Mw.     

一种双电桥非线性校正方法

传感器的非线性校正,通常需要设计一个非线性校正电路来试验.现设计了一组双电桥电路,用于铂电阻温度传感器数显电路的非线性校正.由双电桥电路输出两组电压,其中一组提供随被测温度变化而变化的信号电压送给A/D变换电路的信号输入端,另一组是带有非线性补偿的基准电压送给A/D变换电路的基准电压输入端,调整其负反馈的大小,使温度显示器显示温度的非线性误差在-50℃～199.9℃,范围仅小于0.1℃.     

FBG电流互感器非线性校正系统研究

为了提高电流互感器的测量精度,减小相位误差 ,研究了基于现场可编程门阵列(FPGA)的光纤光栅(FBG)电流互感器非线性校正系统,分析 了超磁致伸缩材料GMM,giant magnetostrictive material)的 磁滞特性,采用参数可变曲线拟合法实现数据的非线性校正处理。通过FP GA完成数据采集、 滤波、缓存、分频、校正处理和数据转换等单元的设计,实现了对电流互感器输出信号的实 时非线性校正,减小了GMM的磁滞特性对FBG电流互感器的影响,使电流互感器的 相位误差由7°降为1°,幅度误差小于1%,提高了电流测试系统的测量精度。     

非线性载波控制PFC电路研究

阐述了一种非线性载波(Nonlinear-carrier)控制的PFC电路,该电路与传统单级功率因数校正电路相比不再需要输入电压、电流采样以及复杂的模拟乘法器和电流误差放大器电路。非线性载波(NLC)控制理论基于对变换器元件(开关管、二极管或电感)的电流检测,并与非线性载波比较获得开关管PWM波形来实施控制。     

声光频谱分析中Bragg器件非线性校正研究

针对布喇格器件衍射效率非线性、输出不同频率衍射光位置的非线性、衍射光输出幅度非线性,采用多项式拟合、傅里叶拟合等方法对上述非线性进行校正处理,降低了非线性效应带来的衍射光空间位置和幅度的波动,为对信号的进一步处理奠定了基础.最后,提出了基于DSP+FPGA架构的声光信号后处理电路.     

基于低采样率数模转换器和模数转换器的太赫兹发射机线性化

太赫兹(THz)频率高、带宽大,是6G移动通信中极具优势的潜在无线频谱资源。然而太赫兹器件的非线性失真,限制了功率转换效率与通信传输距离。若采用传统数字预失真(DPD)技术对其进行非线性校正,通常要求数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)的采样速率达到信号带宽的5倍,对于太赫兹频段难以应用。因此,该文提出一种低速率DAC和ADC的DPD算法对太赫兹发射机的非线性进行校正。该方法主要分为3个步骤:首先利用低采样率ADC获取的观测数据进行上采样,恢复出带宽受限的高采样率的观测信号,此时信号采样率为信号带宽的5倍,可以有效表征出5阶非线性失真;然后建立带宽受限的DPD模型,采用最小二乘算法提取DPD校正系数;最后对校正后的信号进行下采样送往DAC以校正发射通道的非线性失真。仿真结果表明,当DAC和ADC工作在1.25倍基带信号速率的采样率条件下,对于64-QAM调制信号,该方法可以把误差矢量幅值(EVM)从8.46%降低到2.27%,从而可以支持更高阶的调制方式。     

彩色FED非线性校正算法研究

介绍了平板显示器(FPD)非线性校正的经典常用算法,简要说明了FED非线性校正所具有的特点。着重讨论了场致发射显示器(FED)所具有的显示特性,给出了FED显示特性的B-T预校正曲线,并基于目前所普遍采用的标准电视信号作为图像信号源,提出了FED非线性校正算法。利用行消隐时间来处理非线性校正过程的方法,达到实时图像显示和减少硬件成本的目的。给出了基于PW113的系统设计方案,该方案成功地运用于25英寸彩色FED非线性校正电路中,为系统提供了优质的图像。最后,给出了该算法与经典算法的实验对比图。     

宽带取样示波器Nose-to-Nose校正理论的新进展

本文根据电路、信号与系统理论并结合实际校测工作对一种适于高速/宽带取样示波器性能校正的新方法——Nose-to-Nose (NTN)法的理论基础作了研究,分析了该方法中的重要信号kick-out脉冲,推导了其数学表达式,提出了"kick-out脉冲与示波器取样系统的阶跃响应成比例"的新观点,最后讨论了NTN方法误差及电路非线性和非对称性对校正的影响.     

一种新型的用于高速串行接口的数据处理电路

本文提出了一种新型的用于USB2.0高速模式下(480Mbps的数据传送率)的数据处理电路.这种电路采用八位并行的方法将数据转换为USB协议规定的数据格式,包含一个高速、低功耗的并串转换电路及一个八分频电路.芯片设计基于TSMC公司的0.25μmCMOS混合信号模型,采用半定制(semi-custom)的设计流程.电路的前后仿真结果表明该数据处理电路达到了480MHz的传输速度,符合USB2.0的要求.     

MEMS陀螺驱动数字闭环ASIC设计

针对MEMS陀螺,基于四阶机电结合∑△调制器技术设计了一款驱动数字闭环电路.其中电容/电压转换电路(C/V转换电路)采用了开关电容电路.为了降低C/V转换电路的噪声,采用了相关双采样(CDS)技术和斩波开关技术.仿真结果表明,采用这两项技术后,C/V转换电路的噪声在1 ～ 10 kHz附近达到了约20 zF/√Hz.数字信号处理部分的时钟由锁相环路(PLL)提供,并且片上PLL对陀螺驱动模态谐振频率进行了倍频.采用0.18 μm CMOS工艺制作设计的专用集成电路(ASIC).实验结果表明,驱动闭环电路能够成功起振,电路输出信号的信噪比达到112 dB,1h的稳定性达到2.08×10-4.     

使用遗传算法进行微波非线性电路包络仿真

介绍用于分析任意调制信号激励的微波非线性电路包络仿真技术,相应给出了线性器件的伴随模型,并将该方法发展为分析多载波调制信号激励的强非线性电路。此外,本文给出了一种求解非线性谐波平衡方程组或交调波平衡方程组的非数值方法———基于十进制编码的混沌遗传算法(DCGA),融合设计了相应的交叉和变异操作,并将混沌过程引入其中以避免陷入早熟状态,可有效地产生更优解,并加速种群的收敛。最后,给出了运用这种方法的两个计算实例。     

高效宽带包络跟踪系统电路性能优化及非线性行为校正

为改善包络跟踪(ET)发射机带宽、效率、线性度等指标,需优化其关键电路性能并校正系统非线性行为。针对该问题,该文构建电源调制器等效模型,推导其效率极值并阐述效率优化方法;引入频率补偿网络来提升电路带宽及线性性能;基于系统非线性行为特征,提出包络增强型数字预失真模型及线性化方案;设计实际电路并搭建包络跟踪系统。对于S频段5/10/20 MHz带宽6.7 dB峰均比测试信号,该系统功放平均效率分别为61%, 54%, 44%,且矢量幅度误差(EVM)均优于1%,具有较好的带宽、效率、线性度等性能,验证了电路优化方法及非线性行为校正方案的可行性。     

调频连续波SAR非线性误差的开环校正方法

针对FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) SAR(Synthetic Aperture Radar)调频非线性误差对一维聚焦性能影响和该误差校正问题,该文引入VCO(Voltage Controlled Oscillator)调频非线性高阶误差模型,从理论推导、定量分析了调频非线性误差对信号的具体影响.在VCO工作稳定、随时间电漂移度较小的前提下,提出了一种基于开环的FMCW SAR非线性校正方法.该方法首先一次补偿谐波误差,以信号压缩指标性能最优为收敛准则,通过迭代来校正因输入电压的更新和VCO电漂移及热噪声而引起抖动的高阶误差,进而对信号的调频非线性进行校正.信号仿真和实测数据处理结果表明该方法能对FMCW SAR信号源的调频非线性误差进行稳健、有效的校正,并且与传统的开环软件校正方法相比,该方法无需构建复杂的误差模型,具有简单、经济、运算量较小等优点.     

机电组件

0625929基于AVR单片机的数字式SF6气体密度继电器〔刊,中〕/黄亮//武汉理工大学学报(信息与管理工程版).—2006,28(8).—5-8(D)0625930基于LabVIEW的热敏电阻线性化处理〔刊,中〕/杨铮//自动化技术与应用.—2006,25(7).—77-79(G)本文分析了热敏电阻(NTC)及转换电路的非线性对测温及控制精度的影响,给出了一种实用的线性集成转换电路和并联三点式直线拟合方法,并讨论了基于LabVIEW软件平台下运用校正函数法求解被测量的方法。参60625931铝电解电容器装配工序产品反极的原因及对策〔刊,中〕/梁亚芹//电子质量.—2006,(8).—33-34(D)…     

一种高精度低功耗温度传感器电路

基于脉冲宽度可调(PWM)信号调制技术,设计了一种温度传感器电路,并对电路整体性能进行了仿真。所设计的温度传感器电路利用带隙基准电路实现了温度采样功能,采用PWM信号调制技术,在一次测温周期中输出一定数量的脉冲信号。为了减小测温误差,电路中引入斩波技术,较低平均功耗(152μW)下将电路失调电压减小了两个数量级,提高了系统的测温精度;数据转换过程中,采用带有零极点优化技术的高阶多位量化sigma-delta信号处理技术,在低过采样率(16)条件下具有足够的信噪比(79.4 dB),功耗和精度取得了较好的折中。该电路功耗低、精度高,适于各类物联网(IoT)应用。     

一种零电压转换有源功率因数校正电路的研究

提出了一种基于UC3854的零电压转换有源功率因数校正(ZVT-APFC)的控制电路实现方案,介绍了ZVT电路工作原理,着重分析了由分立元件构成的辅助开关管的驱动电路,通过实验证实了驱动电路的稳定性和可靠性,并通过效率比较验证了ZVT-APFC电路的优良性能。与采用UC3855的电路相比,该电路方案具有简单、可靠、成本低等优点。