基于嵌入式技术的超低功耗红外光通信系统设计

为了解决红外光通信存在传输方向单一和消耗功率高问题,设计基于嵌入式技术的超低功耗红外光通信系统,系统单片机使用改进型STM32,将超低功耗红外发射装置嵌入到红外光通信系统中,该装置通过固定载波频率将输入音频信号,通过发送校准模式和音频传输模式调制为高频方波信号后,采用红外光管向外发射信号,并在电路中增加功率负载电流实现限流,降低红外光发射电路功耗。红外接收装置通过共射级放大电路接收信号,采用脉冲宽度调制(PWM)调制信号,实现信号高质量、低功率传输。红外通信模块实现红外发射装置和接收装置间信号的双向传输。系统采用保护驱动模式、中断模式与用户模式的红外通信协议栈,最大程度降低系统通信能耗,提高系统通信效率。实验结果表明:该系统能够实现信号和温度信号的有效传输,在休眠和正常运行时的功耗均较低,误码率低,是一种功率消耗低、通信质量高的红外光通信系统。     

PWM/PFM混合控制DC-DC变换器芯片的设计

结合脉冲宽度调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)功率损耗特点,提出了一种降压型PWM/PFM混合控制DC-DC变换器芯片的电路结构,大大提高了全负载范围转换效率。重点讨论了混合控制策略和PWM/PFM切换电路的设计。Hspice模拟仿真结果验证了设计的正确性。     

基于AP3706的反激式开关电源

基于芯片AP3706设计了一款反激式开关电源,用于驱动LED。在电路中使用较少的元件,达到恒流的效果。由于AP3706采用了PFM(脉冲频率调制)来实现DCM(非连续导通模式),所以变压器的设计不同于PWM(脉冲宽度调制)模式。在文中对这种变压器进行设计与计算,并制作出7 W的实际电路。     

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。     

基于Ternary调制技术的数字音频功放的后级设计

论述了数字音频功放中传统调制方式的不足点,重点阐述了一种基于Ternary调制技术的数字音频功放后级电路的设计,该电路实现从脉冲编码调制(PCM)信号到脉冲宽度调制(PWM)信号转换,并通过Active-HDL和HSPICE相结合的数模混合仿真方式,验证了提出的后级电路,不仅能够很好地实现数字音源到模拟信号的转换,而且能克服传统调制方式下的闲置功耗、噪声和死区效应等不足点。     

一种应用于短波红外焦平面的大动态范围像素级ADC

针对短波红外焦平面的大动态范围需求,设计了一种像素级脉冲频率调制(PFM)模数转换器(ADC)。传统PFM ADC采用DI输入级,进行弱信号探测时,注入效率会下降,造成动态范围的损失。设计的PFM ADC采用CTIA输入级,弱信号探测时仍能维持高注入效率;同时采用两档增益和增益自选择技术,使得每个像素都能够根据输入的光电流自动选择增益,在提升动态范围的同时,不增加额外的功耗。在0.18μm CMOS工艺模型下,仿真结果表明该电路的动态范围达到100.1 dB,单元ADC功耗小于10.54μW,并且基于所设计的改进型PFM ADC设计了规模为32×32、中心距为50μm的像素级数字化读出电路。     

一种基于自适应峰值电流检测的模式切换电路北大核心

在降压转换器中，为了在不同的负载情况下获得高效率，常采用的方法是在重载时使用脉冲宽度调制(PWM),在轻载时使用脉冲频率调制(PFM),因此需要模式切换信号去控制整个降压转换器的工作状态，同时模式切换信号也可以用于自适应改变功率级电路中的功率管栅宽，减小功率管的栅极电容，提高整体电路的效率。文章设计了一个自适应峰值电流模式切换电路，用于产生模式切换信号，其原理是监控峰值电流的变化，产生峰值电压，将峰值电压与参考电压进行比较，得到模式切换信号，以决定降压转换器是采用PFM模式还是PWM模式。仿真结果表明，在负载电流0.5～500 mA范围内，该电路可以在两种调制模式之间平稳切换，其峰值效率可提升到94%以上。     

基于FPGA的压电变压器相位控制的设计与研究

与脉冲宽度调制(PWM)、脉冲频率调制(PFM)及PWM/PFM混合控制相比,压电变压器DC-DC转换器的相位控制法具有效率高,输出稳定等特点。该文基于现场可编程门阵列(FPGA)并行的特点设计了新型鉴相器,利用实测得不同负载下相位差与频率、占空比的关系曲线变化规律的一致性,提出了相位控制算法,实现了窄带(谐振频率附近1kHz内)条件下压电变压器(PT)谐振频率的跟踪和DC-DC转换器的稳压。以多层MPT300650L0和单层PT3906BR升压变压器为例进行了验证,实验结果表明,该文基于FPGA设计的压电变压器DC-DC转换器的相位控制方法不仅可行且具有通用性,当输入电压为3.3V时,输出电压为100V。     

一种用于G类音频功放的带自适应输出的双模电荷泵

本文设计了一种给G类音频功率放大器提供自适应电源的双模电荷泵电路。根据输入信号的幅度,该电荷泵可以提供两档电压轨来节省功耗。它在重载下工作于电流控制模式,轻载下工作于脉冲频率调制(PFM)模式来降低功耗。在PFM工作模式下,引入功率管尺寸动态调整的技术来减小PFM模式下的输出电压纹波并防止开关频率进入音频范围。该电荷泵电路采用0.18μm,3.3V的CMOS工艺制备。试验结果表明该电荷泵在1/2x模式下可以实现79.5％的最高效率,在1x模式下可以实现83.6％的最高效率。在PFM控制模式下,电荷泵在负载电流小于120mA的范围内,其输出纹波小于15mV;在电流控制模式下,在负载电流小于300mA的范围内,其纹波小于18mV。测试结果与文中提出的功率分段的PFM控制模式的纹波、效率的解析模型得到的计算及仿真结果基本一致,验证了模型与分析方法的正确性。     

基于PSM调制方式的双环控制电路的设计

跨周期调制(PSM)是一种不同于PWM和PFM的功率变换调制模式。文章从提高变换器效率和避免进入音频范围的角度出发,提出了一种基于PSM调制方式的双环控制电路,给出了电路的工作原理,占空比的设计方法和验证电路与实验结果。该设计是对PSM调制模式的一种优化,使PSM成为功率集成电路的实用性调制模式。     

数字控制PWM/PFM混合型AC-DC开关电源设计

采用数字控制方法,结合脉冲频率调制和脉冲宽度调制的特点,设计了一种采用数字控制初级反馈反激式开关电源。数字化控制技术可实现快速动态响应,严格的输出调节,以及多种PWM/PFM混合控制。最终利用Cyclone 3系列FPGA作为数字控制器进行恒压验证,其结果达到了预期设计要求。     

基于PWM的D类音频功率放大器的设计

系统旨在设计一种D类功率放大器,以高频三角波作为载波,对音频信号进行采样,生成PWM(Pulse Width Modulation)调制信号.采用高速开关管组成的互补对称式H桥电路对信号的功率进行放大,再将放大后的信号送入4阶Butterworth低通滤波器进行滤波,得到理想的音频信号.系统主要针对音频信号进行处理,对输入频率20 Hz～20kHz,振幅30～250 mV的音频信号可以实现很好的功率放大效果,最大不失真输出功率大于1W,最高效率可达到83％.还能对输入信号进行可调放大,实现信号输出功率可调.     

一种无线语音传输系统设计

利用锁相环技术,通过调频方式,实现音频信号的调制、解调,设计一种可以选择使用耳机或扬声器的无线语音传输系统.系统利用电路实现语音的通信和信息转发,可实现对语音实时无失真传输,系统实现对音频信号的无线通信的功能.     

Development of a new adaptive sigma-delta modulator scheme applied to multilevel inverter control

Interest in multilevel inverters is increasing in recent years, especially in high voltage applications. Traditional pulse width modulation (PWM) techniques can be applied to control this type of switched converter. However, it is necessary to adapt these techniques to the particularities of multilevel operation. As an alternative, other modulation techniques, such as sigma-delta modulation (SDM) can be used. In this case, it is possible to use advanced modulation techniques, such as adaptive modulation, to adapt the SDM to the multilevel operation. This article presents a new adaptive sigma-delta modulator that controls a five levels multilevel inverter. The algorithm that generates the sigma-delta signal is implemented in a field-programmable gate array (FPGA). This allows a very fast operation independent of the overall control circuit operation response. In addition, the FPGA can generate the control signals necessary to drive the power semiconductors in the power stage. The resulting modulator is simpler than the PWM version.     

D类音频功率放大器的研究与实现

介绍了采用D类放大器来完成音频信号变换与放大的电路设计。D类放大器采用了改进的方案,即用FPGA作为逻辑控制器实现对PWM H全桥功率放大电路的控制。设计的D类放大器可对数字音源输出的音频信号进行直接放大,为数字音源和功率放大的整合提供了完整的解决方案。他具有比其他类型放大器更高的效率和更低的转换失真,正越来越多地应用在便携式器件中,因此设计课题具有很好的现实意义。     

基于FPGA的数字功率放大器的设计

以可编程器件XC2S200E为核心器件设计了一个数字功率放大器。设计中通过FPGA实现对音频信号的采样控制，并将采样的数字信号转换为脉宽调制（PWM）信号，然后驱动H桥电路，实现功率放大。设计采用先进的FPGA芯片和可靠的同步设计，具有很好的灵活性和稳定性。     

基于FPGA的FED显示器PWM灰度调制电路研制

介绍了场致显示器的灰度调制的原理及其灰度调制驱动电路的设计。采用FPGA控制技术实现前端视频信号接口、脉宽灰度调制的功能。通过串并转换模块与寻址芯片的连接，将PWM信号放大驱动FED显示屏实现视频图像的显示。该电路能驱动63．5cm彩色FED样机实现256级灰度显示。