毫米波矢量调制器及其在有源相控阵天线中的应用

矢量调制器芯片作为一种可以同时对载波进行相位和幅度调制的新型电路,能够替代传统的数字移相器和数字衰减器用在有源相控阵系统中.先设计了一款工作在Ka波段毫米波单片矢量调制器,在片测试结果显示可以实现- 12～-40 dB的幅度调制与360°的相位调制.然后设计了一个Ka波段1×8阵有源相控阵天线,改变矢量调制器的控制电压...     

宽带数字调制器设计实现

针对现代数字通信系统中广泛使用的宽带数字调制,分析了其矢量合成原理,并采用统一的FPGA硬件平台、算法软件实现、IF/RF矢量调制器来实现。文中给出了实现电路原理,对实际的幅度与相位不平衡给出补偿解决办法。最后给出了多进制相移键控(MPSK)调制器测试数据,其性能优良,可以满足多频段扩跳频数据传输要求。     

一种新型的毫米波有源相控阵天线的研制

采用矢量调制器作为新型有源相控阵的核心器件,替代传统的波束成形单元中数字移相器和数字衰减器。分析了矢量调制器幅度相位的调制原理,从数学上推导出幅度调制系数和相位调制之间的关系。与数字移相器相比,它不但能够同时进行幅度和相位调制,还具有更加精确的调制精度。设计研制了8×8小型相控阵天线系统,介绍了相控阵系统的构成。通过闭环校准技术对相控阵的通道误差进行了测试和补偿,有效地降低了方向图的副瓣。最后测试结果显示在矢量调制器的控制下,研制的有源相控阵在E面和H面两个方向上具有±40°的波束扫描能力,副瓣抑制优于-10dB。     

基于小信号的电光调制器半波电压测量方法北大核心CSCD

针对马赫-曾德尔(Mach-Zehnder,M-Z)型电光调制器高频半波电压测量方法复杂、测量仪器昂贵、测量成本高等问题,提出了一种基于小信号的高频半波电压测量方法。该方法利用光功率计的积分特性,仅使用光源、信号发生器、直流电源及光功率计,通过测量待测器件在有射频信号输入和无射频信号输入下输出功率极值的变化,即可实现对M-Z型电光调制器高频半波电压的高精度测量。采用OptiSystem开展了测量方法的仿真验证,采用Matlab完成了测量误差分析,并在1 kHz频率下对测量方法进行了实验验证。仿真及实验结果表明:该测量方法可以仅利用小信号完成M-Z型电光调制器半波电压的准确测量,1 kHz下绝对误差小于0.5%,换算所得的1 dB压缩点在10 GHz~40 GHz频率范围内与频响曲线的相对误差小于±0.3 dB。     

基于GaAs工艺的新型I-Q矢量调制器芯片设计

在传统的单平衡式I-Q矢量调制器的基础上,提出了一种新颖的I-Q矢量调制方法。通过采用180°模拟移相器替代传统的双相调制器和衰减器,从而降低了插入损耗并减小了芯片面积。最终,本文采用0.25μm GaAs PHEMT工艺,设计出了一款K波段单片集成的I-Q矢量调制器。实测结果表明:在21~23GHz频带内,该芯片实现了0到360°的连续变化的相位调制,其幅度调制深度大于20dB,插入损耗小于11.2dB。     

三相PWM整流器电压空间矢量控制的实现

提出了一种便于数字实现的三相PWM整流器电压空间矢量的控制算法，该算法采用输入电压空间矢量定向，根据参考电压矢量直接计算空间电压矢量的位置和作用时间；利用DSP（数字处理器）实现了三相PWM整流器全数字化控制，并得出了最终实验结果。     

GaAs多芯片多倍频程矢量调制器

众所周知 ,矢量调制器其相位和幅度均连续可调 ,因此在许多先进的电子系统中 (如空间分集的智能天线系统、移动通信码分多址系统基站中实时控制的超线性功率放大器及雷达系统等 )已广泛应用。采用 Ga As MMIC的矢量调制器 ,由于其体积小、重量轻、开关速度快、几乎无功耗、抗辐射、可靠性高和电性能批量一致性好等显著优点而倍受欢迎。南京电子器件研究所采用 Ga As MMIC多倍频程数字和模拟移相器及低相移 DC～ 5 0 GHz Ga As MMIC压控可变衰减器构成多倍频程矢量调制器 ,获得了较好的结果。在这种多倍频程矢量调制器中 ,根据不同…     

新型多路输出数字调压电路的设计

研究了一种新型多路输出数字调压电路。以FPGA为核心,利用其丰富的I/O口,实现多路电压同时输出。待转换的数据经USB2.0接口输入FPGA内部FIFO中,减少电压配置时间。采用高压运放芯片,工作于非对称供电模式。实验结果表明,电压调节范围-39V~+49.95V,步进调节灵敏度为0.0244V,最大输出电流50mA,纹波电压小于2mV。     

用于雷达调制器的精密脉冲调整器

现代雷达系统射频要具有高度的相位稳定性。对于高性能发射机驱动功率放大器的调制器系统,脉冲间幅度的可重复性需要同样地精确。本文叙述的是在调制器平均功率为18.5KV时,怎样用单晶体管控制脉冲形成网络(PFN)电压,使脉冲间幅度稳定性达到±0.001％。90瓦、全固态控制PFN电压为3千伏的高压调整器的功率损耗小于0.5％,证实参差脉冲重复频率的变化达到±30％。     

采用数字CMOS工艺实现的1.2-V, 84-dB Σ? ADM设计

由于采用一种全补偿耗尽电容,本文实现了一种基于数字工艺实现的低压低功耗∑?模数调制器。与混合信号工艺相比,该电路所以更适合于纯数字应用。采用新型伪两级Class-AB型运算放大器实现低压低功耗设计目标。在SMIC 0.18μm 1P6M 数字CMOS工艺下,芯片测试结果表明：1.2V电源电压6MHz采样频率时,调制器的动态范围为84dB,总电路功耗为2460μW。     

一种5~20 GHz超宽带移相器

基于SMIC 40 nm CMOS工艺设计了一款工作频率覆盖5 ~20 GHz的超宽带6位移相器。该移相器采用矢量合成结构,核心电路包括输入巴伦、正交信号发生器、矢量合成器和数模转换电路。正交信号发生器采用三级多相滤波结构,拓展了带宽。采用低误差和电流阵列控制结构的矢量合成器,实现了高的移相精度。后仿真结果表明,该移相器输入和输出回波损耗分别小于8.85 dB和10.12 dB,RMS相位误差小于1.52°,RMS增益误差小于0.17 dB。在2.5 V电源电压下功耗为43.50 mW。芯片面积为1.06 mm×0.80 mm。     

Low‐Voltage Current‐Sensing CMOS Interface Circuit for Piezo‐Resistive Pressure Sensor

A new low‐voltage CMOS interface circuit with digital output for piezo‐resistive transducer is proposed. An input current sensing configuration is used to detect change in piezo‐resistance due to applied pressure and to allow low‐voltage circuit operation. A simple 1‐bit first‐order delta‐sigma modulator is used to produce an output digital bitstream. The proposed interface circuit is realized in a 0.35 µm CMOS technology and draws less than 200 µA from a single 1.5 V power supply voltage. Simulation results show that the circuit can achieve an equivalent output resolution of 9.67 bits with less than 0.23% non‐linearity error.     

Design and implementation of micro-power temperature to duty cycle converter using differential temperature sensing

The CMOS based temperature detection circuit has been developed in a standard 180 nm CMOS technology. The proposed temperature sensor senses the temperature in terms of the duty cycle in the temperature range of −30 °C to +70 °C. The circuit is divided into three parts, the sensor core, the subtractor and the pulse width modulator. The sensor core consists of two individual circuits which generates voltages proportional (PTAT) and complementary (CTAT) to the absolute temperature. The mean temperature inaccuracy (°C) of PTAT generator is −0.15 °C to +0.35 °C. Similarly, CTAT generator has mean temperature accuracy of ±1 °C. To increase thermal responsivity, the CTAT voltage is subtracted from the PTAT voltage. The resultant voltage has the thermal responsivity of 6.18 mV/°C with the temperature inaccuracy of ±1.3 °C. A simple pulse width modulator (PWM) has been used to express the temperature in terms of the duty cycle. The measured temperature inaccuracy in the duty cycle is less than ±1.5 °C obtained after performing a single point calibration. The operating voltage of the proposed architecture is 1.80±10% V, with the maximum power consumption of 7.2 μW.     

6～18GHz四位数控移相器单片集成电路的设计

设计了6～18GHz频带4bitGaAs数字移相器,着重介绍宽带移相单元的设计。该移相器通过ED02AH0.2μm PHEMT工艺实现。最终的单片数字移相器性能如下:在6～18GHz范围内,11.25°移相单元的移相波动小于±2°;22.5°移相单元的移相波动小于±2.5°;45°的移相波动为小于±5°;90°移相单元的移相波动小于±5°。所有状态的移相平坦度小于20°,移相均方差<7°,插入损耗<13dB,两端口所有态的回波损耗<-10dB(典型值)。     

开关线型四位数字MEMS移相器

介绍了一种基于射频微机械串联开关设计的开关线型四位数字微机电系统(M icro-e lectrom echan ica lSystem s以下简称M EM S)移相器。该移相器集成了16个RF M EM S开关,使用了13组四分之一波长传输线和M IM接地耦合电容,有效地使开关的驱动信号和微波信号隔离,串联容性开关设计有效地降低了开关的启动电压。使用低温表面微机械工艺在360μm厚的高阻硅衬底上制作移相器,芯片尺寸4.8 mm×7.8 mm。移相器样品在片测试结果表明,频点10.1 GH z,22.5°相移位的相移误差为±0.4,°插损2.8 dB;45°位的相移误差为±1.1,°插损2.0 dB;在X波段,对16个相移态的测试结果表明,移相器的插入损耗小于4.0 dB,驻波比小于2.4,开关驱动电压为17~20 V。     

一种基于斩波调制的低压高精度CMOS带隙基准源

实现了一种适用于SOC的低压高精度带隙基准电压源设计。利用斩波调制技术有效地减小了带隙基准源中运放的失调电压所引起的误差,从而提高了基准源的精度。考虑负载电流镜和差分输入对各2%的失配时,该基准源的输出电压波动峰峰值为0.31 mV。与传统带隙基准源相比,相对精度提高了86倍。在室温下,斩波频率为100 kH z时,基准源提供0.768 V的输出电压。当电源电压在0.8 V到1.6 V变化时,该基准源输出电压波动小于0.05 mV;当温度在0°C到80°C变化时,其温度系数小于12 ppm/°C。该基准源的最大功耗小于7.2μW,采用0.25μm 2P 5M CM O S工艺实现的版图面积为0.3 mm×0.4 mm。     

Achieving stable high-gain video amplification using the Miller-effect transformation

The pass band and gain of cascaded linear-amplifier stage is limited by the shunt reactance of the Miller impedance presented by the following stage. This paper presents a method of utilizing the Miller effect to provide control of bandwidth, stability and loading resulting in greatly improved video-amplifier performance. The design illustration provides more than 5500-Mc voltage gain-bandwidth product with a power gain better than one billion (10⁹) without using inductive components. The voltage gain change from 55°C to 85°C is less than 1 db as is the voltage gain change for ±30 per cent variations in power-supply voltage. The wide-band noise figure is 1.6 db. Topics discussed are: 1) Deliberate loading by Miller effect, 2) Stability control by Miller effect, 3) Bandwidth control by Miller effect.     

微波四相调制的分析与动态观察法

本文采用步进转动(顺时针或逆时针)的信码作信源,分析了广义四相调制的特性,给出调制信号的频谱和两调相电路间的导纳关系表达式,计算了几种典型四相调制频谱的实例,据此可判定调制的效果和相位误差,并用于动态测试中对四相调制器进行调整,实验表明测得的结果与理论计算是相符的。本文还报道了X波段四相调制器的实验情况,测得其最大相位误差小于4,相让精度可达0.1,插入损耗小于4dB,传送数据率可达 34Mb/s。     

C波段GaAs单片6位移相器

叙述了一种采用单片集成方式实现的Ｃ波段６位数字移相器的设计技术和研制结果。在ＨＰ－８５１０网络分析仪上的测试结果表明：在５．２～５．８ＧＨｚ频段，移相器插损为７．５±０．５ｄＢ，输入／输出驻波比好于１．５，均方根相移精度在５．５°以内。