带通采样定理在降低功耗问题中的实际应用

由带通采样定理和奈奎斯特采样定理可知，在对同一带通数据信号进行采集时，采用带通采样定理的采样频率为fs≥2B(信号带宽)，而采用奈奎斯特采样定理的采样频率为fs≥2fH(信号最高频率)，带通采样定理的采样频率小。同时运用带通采样定理降低采集频率，能够降低芯片的工作电流，从而降低器件功耗。通过数字下变频芯片HSP50216的应用实例证明，采用该方法可以保持系统良好性能的基础上，有效的降低器件功耗。     

带通采样定理在降低功耗问题中的实际应用

由带通采样定理和奈奎斯特采样定理可知,在对同一带通数据信号进行采集时,采用带通采样定理的采样频率为fs≥2B(信号带宽),而采用奈奎斯特采样定理的采样频率为fs≥2fH(信号最高频率),带通采样定理的采样频率小。同时运用带通采样定理降低采集频率,能够降低芯片的工作电流,从而降低器件功耗。通过数字下变频芯片HSP50216的应用实例证明,采用该方法可以保持系统良好性能的基础上,有效的降低器件功耗。     

40MS／S全差分采样-保持电路的设计

介绍一种用于10位分辨率，40MHz采样频率流水线结构模数转换器中的全差分采样一保持电路设计。该采样一保持电路是运用电容下极板采样技术设计的，不仅有效地避免了电荷注入效应引起的采样信号失真，而且消除了时钟馈通效应的不良影响；采用自举模拟开关来提高开关管的栅过驱动电压。采样一保持电路中的运算放大器采用全差分结构，可以省略掉反馈电容。该电路基于3V单电源供电的CMOS工艺，并利用HSPICE模拟软件，采用0．34um工艺条件的BSIM3．V3．1参数模型进行了模拟。     

一种开关电流电路时钟馈通误差补偿新方法

通过对开关电流电路基本存储单元中的电荷注入误差产生机理进行详细的分析,提出一种使用部分抵消原理来减小开关电流电路中电荷注入误差的电路方案,并采用1.2μm标准数字CMOS工艺模型参数对电路进行HSPICE仿真,结果证明提出的电路能够明显减小由电荷注入造成的馈通误差,从而减小了输出电流误差.     

新型流水线ADC的设计与分析

设计和分析了一种新型的流水线式模数转换器。电路设计主要包括一种开关采样差分折叠式共源共栅增益级、两个时钟控制动态比较器组成的两位模数转换器、两位数模转换器。由于采用了电容下极板采样、全差分和开关栅电压自举,有效地消除了开关管的电荷注入效应、时钟馈通效应引起的采样信号的误差,提高了模数转换器的线性度、信噪比、转换精度和速度。该转换器的设计是在0.6 μm CMOS工艺下实现,转换器在采样频率为5 MHz、信号频率为500 kHz时功耗为70 mW;SFDR为80 dB。     

射频带通采样技术在软件无线电电台中的应用

理想的软件无线电电台要求对天线接收的模拟信号经过放大后直接采样,但由于技术所限很难实现,而多采用中频采样的方法。由于中频采样增加了较多的模拟电路环节,违背了软件无线电思想的初衷,进而又提出了射频带通采样的方法。本文对这种采样方法进行了分析,并对应用这一方法的实际系统进行了介绍。     

基于MSP430-G2553单片机的直流电子负载设计

直流电子负载系统是基于MSP430-G2553单片机的直流电子负载．主要由核心控制电路（单片机）、功率控制电路、电压采样电路、电流采样电路、集成运放电路、LCD显示电路、报警电路和过压保护电路等组成．通过键盘电路输入设置电流值,单片机输出PWM信号,经内部D／A转换电路,把数字信号转换成模拟信号,以及集成运放后控制功率控制器件的导通,从而改变外接被测电源设备流过电流的大小．具有实时显示电压和电流、过压保护等功能．     

欠采样技术的超宽带信号子空间重建方法

针对超宽带脉冲信号采样中需要设计超高速模数变换器的问题,提出了一种带通采样结构和子空间重建算法。超宽带脉冲信号通过一个带通滤波器后,以数倍信号新息率进行采样,然后采用子空间重建算法可以准确地恢复出超宽带脉冲信号的幅度和时移。分析和仿真结果表明,该算法所要求的采样率低于传统香农采样定理要求的奈奎斯特率;当信号受到噪声影响时,子空间重建算法的性能优于现有的零化滤波重建算法。     

频域稀疏信号可压缩采样方法

针对宽带频域稀疏信号采样时数据量大、不利于存储和传输问题,结合压缩感知和时间交替采样技术提出一种可压缩的采样方法．基于压缩感知原理提出了由多个并行同步压缩器组成的数据压缩电路,在时间交替采样的基础上,利用压缩电路将多路采样数据流在随机序列所张成的空间中进行投影,实现对数据流的不失真压缩．数值实验结果表明,所提出的采样方法,可以对宽带频域稀疏信号进行低速率采样,从压缩的低速采样值中能够以高概率不失真地恢复出原信号,有效缓解了存储和传输的压力．     

基于FPGA的中频数字接收器设计

文章在介绍了中频数字接收理论,即低通采样理论、带通采样理论的基础上,给出了中频带通采样结构。设计了一种基于FPGA的中频数字接收器,该中频数字接收器具有1GHz的采样速率,8bit的分辨率。软件功能全部在FPGA内部实现,包括了串并转换、数字混频、FIR滤波等功能模块。由于该设计采用了FPGA作为信号处理器,其设计灵活及可编程等特点使得该设计具有较强的通用性,适用于工程应用。     

超宽带系统中采样门前置电路的仿真与分析

对超宽带系统中采样门前置电路进行了理论分析和系统研究,对其产生电路中输入信号的幅度和宽度、采样信号的宽度和上升时间、等效采样的时间间隔等因素的影响进行了分析,给出了一定的结论,同时根据仿真设计了一种采样门电路,给出了实验结果。     

12位60MS/s采样保持电路的设计

通过增益提升电路,使用于高速高分辨率ADC中的CMOS全差分采样保持电路,能达到高增益高带宽.利用电容下级板采样技术和自举开关消除电荷注入,以全差分结构抑制噪声来提高线性度,使采样精度达到了0.012%.经过Cadence软件Hspice平台仿真,在3.3V电源电压下,用TSMC0.20umCMOS工艺模型,在驱动2PF负载时,直流增益可达112DB,相位裕度为69.7度,单位增益带宽为547.2MHz,压摆率463V/us,功耗19.1 mW.     

分布式单片机控制系统的研究

采用模块化的设计思想,对急于主从分布式计算机控制步进电机的系统进行了研究。设计 鞭单片的步进电控制电路。设计了以ＩＢＭ－ＰＣ计算机与ＭＣＳ－５１单片机组成的主从分布式控制系统的硬件电路和软件。解决了ＩＢＭ－ＰＣ计算机与各单片机之间的数据通讯问题。经在焊缝自动跟踪三维滑台中使用,证实该系统结构简单,使用方便且成本低,是解决多步进电机控制问题的理想方案。     

基于C8051F单片机的车载移动风向风速仪设计

介绍了用多片C8051F330及一片C8051F410单片机来实现车载移动风向风速仪的方案。该方案利用SMBUS总线实现了单片机之间的主从机通讯,从而完成了风向风速数据的采集和计算,并以C8051F330及C8051F410为例给出了的SMBUS主从通讯硬件电路和控制程序。     

Multi-channel charge readout ASIC for X-ray detection

To solve the problem of large area and high power consumption of the traditional multi-channel charge readout circuit for X-ray detection,a new multi-channel charge readout circuit structure is presented.The circuit integrates 32 charge acquisition channels,including an integrator,a differential output buffer,a digital control logic circuit and other functional modules.The proposed structure reduces the power consumption and area by integrating the sample and hold circuit and the correlated double sampling circuit into the output buffer.In order to reduce the offset and low-frequency noise,the correlated double sampling technology has been adopted.In addition,the way of overlapping the outputs between the even and odd channels is adopted to realize continuous transmission of the multi-channel signals.The chip has been fabricated using the CMOS 0.25 μm process with the chip size of 2.87 mm×2.68 mm.Measurement results show that the power consumption of each channel is 1.5 mW under the 5.0 V voltage supply and 2.5 V reference voltage.When the integrated capacitor is 7.8 pF,the integration non-linearity is less than 0.1% and the dynamic range reaches 13 100.     

数据无线传输网络系统的设计

本文介绍了一种基于单片机STC89C52的主从式无线数据传输网络系统,目标是实现温度、湿度数据的实时监控。它主要研究通过无线传输方式组成单片机主从式数据传输网络,要求从机利用传感器采集所处环境的温度、湿度数据,以无线传输方式发送给主机并显示。从机电路包括湿度数据采集电路、A/D转换电路、温度检测电路、电源电路、数据发送电路。通过对单片机的按键处理,使主单片机具有轮流显示和指定显示功能。同时,为了方便监控者记录数据及美观,在主机上设计了按键显示时钟功能。     

新型钟控神经元MOS采样/保持电路

为实现连续时间信号到离散时间信号的转换, 提出一种采用钟控神经元MOS管设计的新型电压型采样保持电路.在设计新方案中,通过引入nMOS阈值补偿单元,克服单管神经元MOS跟随器存在阈值损失这一缺点,提高采样保持电路的精度.采用具有高功能度的钟控神经元MOS管实现采样保持和跟随输出,使所设计的电路具有简单的结构和较低的功耗.对钟控神经元MOS管的SPICE宏模型进行改进,改进后的模型可用于对具有可变浮栅预置电压的电路进行分析.采用TSMC 0.35 μm双层多晶硅CMOS工艺参数对设计电路进行HSPICE模拟,并对新设计方案与现有采用神经元MOS管设计的采样保持电路进行比较.模拟结果表明,所提出设计方案明显提高了采样精度,并具有较低功耗.     

新型两级超宽带混沌电路的设计与实现

为了满足超宽带混沌通信系统对混沌信号源的要求,提出了一种新型两级超宽带混沌电路的设计,有效地提升了混沌信号的带宽.与经典的考毕兹混沌电路的结构相比,新型结构采用带有集电极电感的射极输出器作为信号输出端,引入高频谐振网络,补偿高频处信号功率谱密度,拓展频带宽度.通过MATLAB软件求解新型两级超宽带混沌电路的数值解,得到新型超宽带混沌电路的分叉图、相图;仿真分析得到电路输出的时域图、频谱图.结果表明：新型两级超宽带混沌电路可产生功率差在20 dB内、带宽约为7.5 GHz的宽带混沌信号,满足超宽带信号指标（3.1~10.6 GHz）对混沌信号源的要求.     

用于谐波测量的非均匀同步采样时钟产生方法

为了消除谐波采样中的频谱泄露并降低电路实现代价,提出非均匀同步过采样时钟产生方法.该方法使用延时锁定环路产生非均匀时钟,控制谐波采样的过采样间隔.通过合理设计过采样率、非均匀时钟频率的概率分布以及变化周期,使非均匀过采样噪声位于模数转换器输出带宽之外,减小了采样噪声对谐波频谱的调制影响,保证了非均匀时钟是统计意义上跟踪基波频率的同步时钟.过采样和时钟的非均匀特性大幅简化了延时锁定环路的结构,所需延时单元个数从3×104减少到125.采样数据可以作为同步采样序列直接进行快速傅里叶变换运算,无需消除非均匀采样噪声和频谱泄露的操作.在使用1.6384 MHz参考时钟、基波频率为46～54 Hz的情况下,63次谐波范围内的谐波幅度和相位测量误差分别小于0.02%和0.031°.     

局部放电高性能电流传感器的设计

设计了一种基于罗氏线圈的高频电流传感器,对高频等效电路模型进行了理论计算,分析了影响传感器性能的各项参数.然后用Matlab软件对传感器进行仿真,总结参数变化对传感器性能影响的规律,最终确定适合本设计的传感器参数.最后对传感器加装处理电路,实现信号幅频响应通带到阻带快速降落的良好边界性能.测试结果表明,在特定频段内该传感器具有频带宽、灵敏度高及通带到阻带降落迅速等特点,性能良好.