无线传感器网络CC2530节点芯片电压检测接口开发

对无线传感器网络节点电池电压、主芯片工作电压的检测,是保证网络正常运行的重要措施。支持开源操作系统的CC2530节点芯片,提供了电压读取接口,但无内置的电压转换程序。在根据I／O引脚额定电压电流确定分压电阻的阻值后,通过读取AD转换后的数字量与电压值,经数据拟合得到两者的关系式,编程加入组件获得了电池电压值。由DVDD1供入的工作电压值可用同样的方法检测。此方法同样可用来测量能转换成模拟电压的物理量。     

F等离子体处理增强型及耗尽型AlGaN/GaN HEMT集成SRAM单元电路和电平转换电路

我们设计并且制备了GaN基增强型/耗尽型（E/D 模）直接耦合6管静态随机存取存储器（SRAM）单元电路和电平转换电路。利用氟等离子处理工艺,使用适中的AlGaN势垒层厚度异质结材料,增强型和耗尽型铝镓氮/氮化镓 HEMTs被集成在了同一个晶片上。六管SRAM单元由对称的两个E/D模反相器和增强型开关管组成。在1V的工作电压下,SRAM单元电路的输出高电平和低电平分别为0.95V和0.07V。电平转换电路的工作电压为+6V和-6V,通过4个串联的镍-铝镓氮/氮化镓肖特基二极管使电压降低。通过轮流控制电平转换电路的两个反相器模块的开关状态,电平转换电路输出两路电压,分别为-0.5V和-5V。电平转换器的翻转电压为0.76V。SRAM单元电路和电平转换电路都能正确地工作,展现了氮化镓基E/D模数字和模拟集成电路的潜力。提出了几条设计上的考虑,以避免阈值电压的漂移对电路工作造成的影响。     

混合电压系统与板级总线逻辑电平转换

本文分析了在混合电压系统中实现板级总线逻辑电平转换存在的问题,给出常用器件的工作电压、传输速度和驱动能力,详细分析了通过使用专用电压转换器件实现逻辑电平转换的方法,研究了混合电压系统的上电问题,最后通过实例展示了使用专用芯片实现逻辑电平转换的设计方法。     

基于物联网的通信网络节点检测方法

在由多种不同类型异常节点组成的复杂通信网络环境中,节点检测难度较大,导致检测正确率下降,所以引入物联网技术,开展对通信网络节点检测方法的研究。利用物联网技术界定通信网络覆盖范围,对确定通信网络环境中各个节点的状态识别,确定每个节点状态。根据节点状态提取正常节点与异常节点特征,检测出通信网络正常节点与异常节点,实现通信网络节点检测。实验结果表明,新的检测方法在由多种不同类型节点组成的复杂通信网络环境中具备极高的检测精度,在检测准确率、节点特征提取正确率和检测耗时上都具备显著优势。     

电平转换电路的NBTI老化分析与容忍设计

电平转换电路是多电压设计中重要的组成部分,用来满足不同电压域间信号的传递。基于32 nm CMOS工艺,在100 ℃下,分析了NBTI老化对传统电平转换电路的影响,并提出应对老化的方案。设计了一种改进的老化容忍的电平转换电路,限制了交叉耦合对的竞争,并采用多阈值技术平衡了功耗与时延。仿真结果表明,与原电路相比,该电路可以在更低的输入电压下正常工作。不同输入电压下,功耗和时延大幅降低。该电路具有很好的老化容忍能力。     

电视机维修关键点电压测量

关键点是电视机电路中能反应电路工作状态,对检修有决定性意义的节点,测量其电压,即是关键点电压测量。有经验的维修人员,每测量一点电压,便能基本上判断有关线路工作是否正常,测量多点电压,便能缩小故障范围和部位。灵活运用关键点电压测量法,可以加快电视机的检修速度。     

适用于能量收集系统的低功耗迟滞比较器

根据微弱能量收集系统的应用需要,设计了一种宽电压范围的折叠式低电压、低功耗迟滞比较器。在比较器输入级、输出级分别利用偏置电路和内部节点对尾电流管进行偏置,实现了根据现场工作电压的变化自动调节尾电流,达到降低功耗、加快输出响应速度的目的。基于0.18 μm CMOS工艺进行设计。仿真结果表明,该比较器在0.8~1.2 V电源电压范围内正常工作,迟滞电压在15~70 mV范围内可调,最低功耗为0.15 μW。     

CCD图像传感器输出节点电荷容量设计

从电荷耦合器件(CCD)的满阱电荷容量和片上放大器的工作电压范围两个方面对器件的节点电荷容量进行了设计,并推导出输出节点电荷容量设计的优化公式。从公式中可以看出,输出节点的电荷容量设计除了需要满足CCD信号电荷转移本身所需的容量值以外,还必须保证节点处的电压变化范围在输出放大器线性工作区域内,才能使信号电荷能够完整线性地被放大器输出,从而保证CCD器件整体的非线性和满阱容量性能。因此,输出节点电荷容量的设计除了需要考虑节点自身的电容外,还应综合考虑输出放大器相关MOS管的宽长比、阈值电压、工作电压等因素。     

市电对有线电视的干扰例析

(1)有一小区闭路电视信号突然中断.在维修中发现用户放大器不工作 (工作指示灯不亮),且内部保险管已烧毁.用万用表检测本地220 V交流电源正常,试换保险管即被熔断,初步怀疑放大器已坏.更换放大器,信号电平输出正常,但下级依然无信号输出,用户无信号.用场强仪检测,下级分配器已坏.在更换分配器时用手摸电缆F头有触电感,由此断定电缆网络上有外电侵入.用万用表测电缆屏蔽网对地约有100 V的直流电压 ,依据所带电的电缆顺线查找故障根源,最后发现是某一用户电视机漏电,导致电缆长距离大面积带电.分析其原因是:终端电视机射频(RF)输入回路隔离电容短路损坏,电视机热底板与射频入口直接相通,CATV电缆的外层屏蔽网对地产生100 V电压.此电压是电视机220 V的工作电压经过整流、滤波、稳压产生的.由于此小区有线电视电缆架设时间长,又不规范, 接地网也不符合要求,这样使电缆屏蔽网对地有一个较大的接地电阻,一旦终端用户的隔离电容短路,就会通过射频入口沿电缆线路漏电,使在线放大器和分配分支器外壳对地有一个附加电压,构成回路,造成CATV元器件的损坏. (2)一主干线上多数用户电视图像均有白横道滚动,严重时图像有轻微的S形扭曲.对主干线上的放大器调试检测时,发现第4级“干放“供电电源是档位电源.用AT7872型场强仪电压测量功能检测电缆馈电电压,输入干放有AC 55 V馈电电压,而此时“干放“电源档位在40 V, 因此初步怀疑“干放“供电档位不正确引起电源干扰.重新调整电源档位后,故障排除.分析其原因是:采用档位电源的放大器,由于放大器电源变压器初级有多档电压可调,根据变压器的电压变换关系:(V1)/(V2)=(N1)/(N2 ),即初次级的电压比等于线圈的匝数比.当初级圈数减少而电压又过高时,次级必感应更高的电压输出.这样很容易超出三端集成稳压器的稳压范围,使稳压输出的直流工作电压波纹系数大,滤波不良,造成50 Hz基波和100 Hz谐波的交流干扰,特别是100 Hz分量干扰严重,结果在电视画面上有白横道滚动. 　　……     

市电对有线电视的干扰例析

(1)有一小区闭路电视信号突然中断.在维修中发现用户放大器不工作 (工作指示灯不亮),且内部保险管已烧毁.用万用表检测本地220 V交流电源正常,试换保险管即被熔断,初步怀疑放大器已坏.更换放大器,信号电平输出正常,但下级依然无信号输出,用户无信号.用场强仪检测,下级分配器已坏.在更换分配器时用手摸电缆F头有触电感,由此断定电缆网络上有外电侵入.用万用表测电缆屏蔽网对地约有100 V的直流电压 ,依据所带电的电缆顺线查找故障根源,最后发现是某一用户电视机漏电,导致电缆长距离大面积带电.分析其原因是:终端电视机射频(RF)输入回路隔离电容短路损坏,电视机热底板与射频入口直接相通,CATV电缆的外层屏蔽网对地产生100 V电压.此电压是电视机220 V的工作电压经过整流、滤波、稳压产生的.由于此小区有线电视电缆架设时间长,又不规范, 接地网也不符合要求,这样使电缆屏蔽网对地有一个较大的接地电阻,一旦终端用户的隔离电容短路,就会通过射频入口沿电缆线路漏电,使在线放大器和分配分支器外壳对地有一个附加电压,构成回路,造成CATV元器件的损坏. (2)一主干线上多数用户电视图像均有白横道滚动,严重时图像有轻微的S形扭曲.对主干线上的放大器调试检测时,发现第4级"干放"供电电源是档位电源.用AT7872型场强仪电压测量功能检测电缆馈电电压,输入干放有AC 55 V馈电电压,而此时"干放"电源档位在40 V, 因此初步怀疑"干放"供电档位不正确引起电源干扰.重新调整电源档位后,故障排除.分析其原因是:采用档位电源的放大器,由于放大器电源变压器初级有多档电压可调,根据变压器的电压变换关系:(V1)/(V2)=(N1)/(N2 ),即初次级的电压比等于线圈的匝数比.当初级圈数减少而电压又过高时,次级必感应更高的电压输出.这样很容易超出三端集成稳压器的稳压范围,使稳压输出的直流工作电压波纹系数大,滤波不良,造成50 Hz基波和100 Hz谐波的交流干扰,特别是100 Hz分量干扰严重,结果在电视画面上有白横道滚动.     

基于ARM的射频识别读卡器电路设计

针对ISO14443,ISO15693和Tag-it等多种协议,提出了一种新型的基于高级RISC微处理器（ARM）的射频识别系列通用射频卡读卡器的电路设计,并使用加密模块实现了在操作过程中对数据流的加密。介绍了系统组成、工作原理和工作流程,给出了加密电路和射频网络的详细硬件设计,对该设计结果进行了测试及分析,结果表明该电路能对有效范围内的多种类型的卡准确无误地读写和加密。     

一种采用新型延迟模块的上电复位电路

本文设计了一种在低电压下工作的用于射频标签的上电复位电路。此电路一方面采用了一种新型电平检测模块,可以实现精准的电平检测;另一方面采用了一种新型延迟模块,该模块可在0.8V—5V电源电压下工作,可实现100nS到1mS之间的延时;此外,为了降低功耗,电路在产生上电复位信号将利用数字电路产生一个反馈信号来关断整个电路。本文采用smic0.18um的工艺,利用cadence对其功能进行仿真,结果表明该电路可在1.2V工作电压下进行有效复位,并且可以快速的二次复位,复位脉冲宽度为20us左右,功耗极低,完全满足RFID标签的要求。     

一种高精度电压检测电路的设计方法

随着电路系统工作电压的逐步降低,留给电压检测电路的可检测区间逐渐缩小,因此对其提出了更高的电压检测精度要求。该文对影响电压检测精度的各种因素进行分析,得出一般电压检测电路的检测精度,在此基础上结合目前实际应用情况提出了一种高精度电压检测电路的设计方法:trimming,并针对这种方法给出两种电路实现方案,用以提高电压检测电路的精度,通过此方法实现的电路设计理论上电压检测精度可达±5mV(不包含基准电压随温度变化引起的电压检测电路随温度变化量)。     

基于光电二极管反偏的光电检测电路的噪声分析

噪声性能是限制光电检测电路探测能力的重要因素,针对这个问题,设计了基于光电二极管反偏的光电检测电路并分析其电路噪声,分析噪声时,创新性地从光电检测电路结构出发,将整个电路等效为光电二极管、晶体三极管、运算放大器三个级联模块,详尽分析了每个模块的噪声来源及其相关因素,计算每个模块的输出噪声,最终得出整个电路的输出噪声电压模型。根据输出噪声电压模型,确定了电路的各项参数,预估电路的输出噪声电压,最后,搭建实际电路,测量电路的噪声性能,验证了输出噪声电压模型的准确性,实现低噪声光电检测电路的设计。     

一种低电压高精度带隙基准电压设计

本文对传统的带隙基准源电路进行了详细的分析,并对近些年来一些新出现的技术进行总结,采用二阶曲率补偿技术,提出了一种能在较低电压下工作的高精度电压基准源.本设计基于CSMC0.35μm工艺仿真,结果表明电源电压为1.0 V时,电路达到稳定工作状态,在-25-125℃的温度范围内,输出电压为530 mV,平均温度系数为4....     

基于V-I曲线的电路板故障测试卡的实现

设计了一种基于V-I曲线的电路板故障测试卡。它采用PCI接口的形式,在上位机的控制下产生测试所需的电压扫描信号,同时逐点采集其电流值,并实时将电压与对应的电流值经PCI接口送上位机做故障分析。该测试卡架构灵活,采用PCI卡＋专用测试诊断软件的模式,可用于各种类型电路板的故障测试,同时可扩展到分机及任意电气特性节点,特别适合现场及野外维修等场合。本文详细介绍了测试卡的硬件设计,包括原理图及关键程序段,最后设计了一个简单的测试DEMO,验证了预期的结果。     

预付IC卡芯片中安全加密措施的设计

讨论了一种预付ＩＣ卡芯片设计中使用的两种安全措施－传输代码验证和双向鉴别，给出了设计方法。正确的传输代码验证是ＩＣ卡个人化的前提条件，它是通过传输代码比较的结果去控制电压转换的输出实现的。双向鉴别是对ＩＣ卡和主机各自合法身分的确认，其核心是加密电路。     

基亏FPGA的QCM湿度测量系统程序设计与仿真

为了实时检测常温下的湿度,以便负责人根据需要调整环境状态。采用测频计数法结合频差法设计了以FPGA芯片（EP2CSQ208C8N）为基础的可用于湿度测量的石英晶体谐振频率漂移检测电路。重点介绍在FPGA平台上通过测量石英晶体的谐振频率来间接测量湿度的方法,讨论了FPGA平台上的每个模块的设计过程,给出了部分模块和整体电路的仿真图,解释了仿真结果。FPGA参与外围硬件电路的辅助设计,会使设计更加简单,周期更短。     

基于CAN总线的高校食堂刷卡系统的设计与研究

高校食堂传统的纸质餐票、现金或基于接触式IC卡技术的消费支付方式存在服务效率不高、便捷性差、管理成本高、卡片易损坏等诸多弊端。为了克服这些弊端,研究将CAN总线技术和非接触式智能卡技术结合起来,提出一种基于CAN总线的高校食堂刷卡系统的设计方案,并完成下位机发卡节点和刷卡节点的软硬件设计,以及上位机管理软件的开发,实现安全、可靠、便捷的发卡和刷卡以及用户信息管理。     

SIM卡读卡器的研究与设计

GSM数字蜂窝通信系统中的用户识别模块(SIM卡)是一种带微处理器的封装在塑料片上的IC卡,他提供两个方面的功能:业务的保密接入性能和数据的可移植性。着重研究了接触式集成电路IC卡标准ISO7816,提出了一种SIM卡读卡器的设计方案,并给出了具体测试步骤与测试结果,证明了该设计的可行性。