多路射频信号相位差现场测量系统设计与实现

设计并实现了四路射频信号相位差测量系统,采用模拟乘法器芯片AD8302测量二路射频信号的相位差。设计了特殊的电路,将基于AD8302的相位差测量系统的测量范围从180°扩展到360°。采用基于CAN总线的数据采集系统实现相位差的现场测量。该系统的相位差测量范围为0°～360°,相位差测量精度为0．1°,误差约为±1°。该系统工作频带宽、电路简单、易于实现,可用于需要实现远距离测量多路射频信号间的相位差的场合。     

基于AD8302的单片宽频带相位差测量系统的设计

在移动通信系统中,经常需要精确测量相位差.详细阐述了利用AD8302构成的宽频带相位差及频率测量系统.该系统可精确测量从低频到射频范围内0°～360°的相位差(测量误差小于0.5°),-60dBm～0dBm范围内的功率电平以及10MHz以下的频率.     

基于神经网络的AD8302相位响应特性曲线校正方法

随着无线通信技术的发展及其在民用、军事、国防等领域的广泛应用,天线系统对功率有了更高的要求。在阵列天线系统中,天线单元通过功率合成提高发射功率,相位差是功率合成技术的关键,是科学研究不可缺少的部分。因此,如何获得可靠的相位差是值得研究的课题。基于AD8302芯片的相位差检测方法是常用的相位检测法,其检测频率范围大,检测精度高,硬件电路实现简单,但该芯片在测量某些相位差时,由于特性曲线的问题测量误差较大,在实际应用中造成了很大的困难。所以文章针对该问题设计了一套基于神经网络的处理方法,有效地补偿了AD8302自身的缺陷,使得相位差测量精度在为0.1°,误差约为±0.5°。     

0.3～3.0GHz超宽带高精度数控移相器的设计

基于0.15μm GaAs赝高电子迁移率晶体管（pHEMT）工艺,研制了一款应用于相控阵系统的集成数字驱动器的0.3～3.0 GHz高精度6 bit数控移相器芯片,通过级联6个不同移相单元可实现最小步进为5.625°的0°～360°移相范围。5.625°、11.25°、22.5°移相单元采用开关切换单阶磁耦合全通网络结构,45°移相单元采用开关切换电容补偿单阶磁耦合全通网络结构,90°、180°采用开关切换高通补偿两阶磁耦合全通网络结构。在片测试结果表明：在0.3～3.0 GHz频段内,数控移相器芯片64态移相均方根误差小于3°,插入损耗小于18 dB,全态移相附加调幅小于±1 dB,输入输出驻波小于1.9,静态功耗为3 mA@-5 V。芯片版图面积为5.00 mm×3.45 mm。     

基于矢量调制技术的连续移相器设计

文章提出了一种基于矢量调制技术的连续移相器的设计方法,在UHF频段射频电路中,通过该方法可以使射频信号的相位在0°～360°（全相位）范围内连续变化：着重分析了连续移相器的基本原理、设计方法、工程应用等,并给出了设计实例的测试结果。     

2GHz～18GHz宽带有源巴伦芯片设计

对宽带有源巴伦电路结构进行了研究,基于0.13 μm GaAs pHEMT工艺,采用电磁仿真软件设计一款2 GHz～18 GHz单片集成宽带有源巴伦芯片。经过流片加工及装配测试,有源巴伦芯片在2 GHz～18 GHz工作频段范围,输入到两输出端小信号增益分别为3.0 dB～3.5 dB、3.5 dB～4.7 dB,两输出端口幅度差≤1.2 dB,相位差180±5°以内,输出P1 dB功率值大于4 dBm,直流功耗约5 V/50 mA。芯片尺寸为1.4 mm×1.9 mm×0.07 mm。实测与仿真结果具有一定的一致性。     

AD8302型相位差测量系统的设计

传统的相位差测量仪需要采用多片中小规模集成电路,不仅电路复杂,测量相位差的精度不高,而且适用的频率范围窄,因此在实际应用中存在着不足之处.本文介绍了用于RF/IF幅度和相位测量的芯片AD8302、一种高速异步FIFO芯片SN74ACT7808和高速A/D芯片TLC5540的性能特性,并利用MCU及上述芯片设计了一种新型的相位差测量系统,给出了该测量系统的接口电路,并阐述了它的实现原理.     

基于单一左、右手传输线的宽带180°移相功分器

分析了单一左、右手传输线的电路特性,并利用其非线性相位特性,设计了一种平面、低损耗的宽带180°移相功分器。首先通过调节单一左、右手传输线的结构参数,并与传统传输线进行相位比较,在单一左、右手传输线的通带内实现45°相位差,然后将4个传输线单元级联构建了180°移相器,最后采用180°移相器设计了相位差为180°移相功分器。移相功分器的测试结果表明,在3~8.3GHz内,反射系数小于-10dB,输出端口间的隔离度大于17dB,输出端口间的幅度差小于0.6dB,相位差为180°±5°。该结构性能优良,制作成本低,适用于宽带天馈系统。     

一种D类功放中0.5 μm CMOS轨到轨比较器设计

文章设计了一种D类功放中的轨到轨比较器电路。相比于传统的比较器电路,该设计解决了共模信号输入范围大时性能不稳定的问题。仿真表明该比较器电路在-40～125℃和各种工艺角条件下,共模输入电压范围最大可以达到0～5.5V。在125℃高温和5.5V高压条件下,平均工作电流约为0.5mA,性能指标接近并部分超过一些商用芯片。该芯片已经通过0.5μm CMOS工艺流片验证,测试效果良好。     

一种新型三维MEMS电容式矢量水听器研制

介绍了一种基于MEMS工艺设计的电容式矢量水听器.该矢量水听器的检测单元包括一个“三明治”结构敏感芯片和一个采用变送集成技术的信号调理电路.通过优化敏感芯片的结构和低噪声的信号调理电路,使矢量水听器得到很高的灵敏度、分辨率.利用MEMS微机械加工工艺制作出矢量水听器,检测单元相互正交并进行了声学灌封.矢量水听器完成了水下驻波场测试,测试结果表明:该矢量水听器的接收灵敏度在1 000Hz时达到-180 dB(0 dB re 1 V/μPa),动态范围大于120 dB.     

基于FPGA的旋转变压器信号解码设计

在高温、严寒、潮湿和高震动等特殊工况下的电机伺服控制中,旋转变压器是一种应用广泛的转子位置传感器。针对旋转变压器应用过程中信号解码复杂的问题,文中通过FPGA驱动旋变数字转换芯片AD2S1210对旋转变压器信号解码进行简化方案设计,并结合硬件驱动电路与FPGA解码软件研制进行了实验验证。结果表明,旋转角度在0°～360°变化时,最大角度误差为0.02°,且角度值示数稳定,因此该设计方案可应用于特殊工况下电机伺服控制系统中转子位置的检测。     

一种基于温度平衡控制系统的全向流量传感器

本文设计了一种新型热膜式流量传感器,该传感器工作于温度平衡模式,通过控制芯片表面的温度平衡能够对360°全向流量进行检测。该芯片包含了四个恒温差（CTD）模块,每一个模块包含有一个加热器和一个敏度敏感器。4个CTD模块用于对芯片进行加热,并通过控制各区域加热功率的大小以保持芯片各区域之间温度平衡,利用四个加热器功率之间的差分运算就能够对全向流量进行监测。经测试,该基于该温度平衡控制系统的全向流量监测系统流向测试误差小于2°。     

基于单片机和FGA的直接频率数字合成器设计

采用单片机控制FPGA产生DDs信号输出频率范围为20Hz～20KHz,幅度为0．3V-5V,两路正交信号能够实现0°～359°的相位差,并通过MAX＋plusll软件进行仿真验证。     

立体声信号相位差电平差测试仪

提出了一种立体声信号相位差电平差测试仪的设计方法。用单片机为控制核心,主要由相位差检测模块、电平差检测模块、频谱分析及处理模块、电源模块、键盘和显示模块组成。将LR立体声信号经频谱分析、整形及占空比检测电路进行处理,采用过零鉴相法,通过测矩形波占空比,实现相位差的测试。将LR信号用AD736专用芯片实现AC/DC转换,通过单片机编程,得到LR电平差。试验数据表明该仪器实现了LR信号相位差电平差的测试,且具有较高的测试精度,并能存储和显示相关信息。本设计具有创新性和实用性,为高质量立体声广播和研发制造高质量音响设备奠定了基础。     

一种基于STM32的目标实时跟踪系统研究

为了解决现有目标跟踪系统难以小型化和跟踪速度慢的问题,设计了一种以型号为STM32F103ZET6的32位ARM处理器为主控芯片的二维运动目标跟踪系统.系统包括搭载了高清网络摄像机的二维跟踪云台和以STM32为核心的超声电机双路驱动器.系统通过上位机图像处理识别目标,控制下位机超声电机双路驱动器驱动二维云台跟踪目标.实验结果表明,该系统响应速度快、结构简单且跟踪精度高,云台可实现水平方向0°～360°、竖直方向0°～180°旋转.     

0.5~2.7 GHz GaAs超宽带多功能MMIC芯片设计

基于0.25μm GaAs增强/耗尽型(E/D模)赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计并实现了一款集成了并行驱动器的多功能单片微波集成电路(MMIC)芯片。该芯片的移相器采用磁耦合全通网络(MCAPN)结构,功率分配器则使用集总元件进行集成,不仅缩小了芯片面积,并且在超宽带下实现了较好的相位精度和幅度一致性。采用微波探针台对芯片进行在片测试,结果表明在0.5~2.7 GHz,芯片性能良好:其小信号RF输入功率为0 dBm,芯片的插入损耗不大于7 dB,幅度波动在±0.8 dB以内,相位差为-98°~-85°,输入电压驻波比(VSWR)不大于1.9∶1,输出VSWR不大于1.9∶1,在-5 V电源下驱动器的静态电流为1 mA,响应速度为25 ns。芯片尺寸为3.4 mm×1.8 mm。该电路具有响应速度快、功耗低、集成度高等特点,可应用于多波束天线系统中。     

一种数字控制的三相移相触发电路

设计了一款用于可控硅控制的三相移相触发电路.针对点电网及现场出现的噪声干扰问题,提出了一种去抖动电路设计方案,阐述了移相电路的基本设计思路.通过仿真和实际测试,该触发器的移相范围达到0°～178°,移相精度为0.35°/mV.     

应用于FPGA芯片的边界扫描电路

针对在FPGA芯片中的应用特点，设计了一种边界扫描电路，应用于自行设计的FPGA新结构之中。该电路侧重于电路板级测试功能的实现，兼顾芯片功能的测试；同时，加入了器件编程功能。在电路设计中采用单触发器链寄存器技术，节省芯片面积。版图设计采用0．6μm标准CMOS工艺，并实际嵌入FPGA芯片中进行流片。该电路可实现测试、编程功能，并符合IEEE1149．1边界扫描标准的规定，测试结果达到设计要求。     

AGC四路正交信号激励模块设计

在基于通用检测平台的某型导弹装备距离通道测试中,需要产生四路同步正交信号作为激励。介绍了一种基于NE572芯片的具有自动增益控制（AGC）的四路同步正交信号产生电路,信号频率变换范围为750～6 910Hz。电路结构简单,调整方便。通过实验,由信号发生器模拟通用检测平台输入电路的激励信号,分析了电路输出信号的频率范围、输出幅度波动范围以及输出失真情况,设计完全符合需求,验证了电路的可行性。     

一种相位检测阵列的设计

本文利用芯片AD8302,提出了一种新的信号相位差测量方案。这种设计克服了传统方法中测量频带窄的缺点,可以得到较为精确的测量结果。该设计称为相位检测阵列（PDA, Phase Detector Array）,可以检测任意多路信号之间的相位差,其硬件电路简单,适用频率范围由低频至2.7GHz。通过“参考源比较”法可进一步提高测量精度。