分布式杂散电流监测防护系统设计

设计基于城市轨道交通供电系统的组成、探讨杂散电流的成因、分析其腐蚀危害机理;设计出一个单相导通装置及放电间隙控制杂散电流的影响范围,实现排流二极管支路的设计,并实现单片机控制系统完成对杂散电流的防护与监控,实现了分布式杂散电流监测系统的设计,找到新型解决途径避免或减少其危害,保障城市轨道交通的安全及正常运营.     

基于ANSYS的地铁杂散电流分布仿真研究

该文在分析通过电阻网络模型求解地铁杂散电流中存在的问题基础上,建立了基于ANSYS软件的三维地铁杂散电流仿真模型,通过有限元法仿真计算得到了土壤域内的杂散电流分布结果。该方法有助于分析杂散电流在三维空间内的分布特性,为有效抑制杂散电流及预测评估埋地金属结构的腐蚀提供了合理参考。     

石油管道杂散电流仪的设计

通过对杂散电流腐蚀危害的分析以及国内外相关杂散电流检测仪器设备的性能比较,重点介绍了交直流杂散电流的设计思路、性能指标、实现方法等问题。在该杂散电流仪的设计中,采用平板电脑作为上位机,STM32F103C8T6单片机作为下位机,主要用于采集和处理石油管道中的杂散电流信号,以及参比电压信号。设计中还采用了LabVIEW可视化编程,方便了界面的修改和仪器的维护。通过精度测试,测试结果满足了设计要求。     

地铁杂散电流监测系统的构成及综合治理

针对杂散电流产生的原因,阐述了杂散电流监测系统的基本构成,提出了杂散电流的防护综合治理的方法.同时,根据杂散电流产生的危害,通过"以防为主、以排为辅、防排结合、加强监测"的途径,结合杂散电流的监测与防护,着重从"防"、"排"两个方面采取措施,对其进行了有效的治理.研究表明,通过杂散电流监测系统的应用,有效控制了地铁杂散电流产生的危害.     

基于BP神经网络的杂散电流腐蚀速度预测

为了建立更实际的杂散电流预测模型,提出了一种基于BP神经网络的杂散电流腐蚀速度预测,通过构建BP神经网络模型,建立训练样本集,进行网络训练和网络仿真,得到了BP网络模型预测结果。预测结果表明该BP网络模型在埋地金属管道的杂散电流预测中具有一定的应用和推广价值。     

应用于30 GHz锁相环的高性能电荷泵设计

基于IBM 0.13 μm CMOS工艺,设计了一款应用于30 GHz低杂散锁相环的电荷泵电路。该电荷泵采用带隙基准为电流源和运算放大器提供偏置,采用复制支路和比较器实现上下电流源的静态匹配,将输入输出轨对轨运算放大器接成单位增益缓冲器来避免电荷共享效应,通过加入互补开关管来减小时钟馈通和电荷注入效应。后仿真结果表明,在电源电压为2.5 V,电荷泵电流为200 μA,调谐范围为0.5~2 V时,充放电电流的最大静态失配小于0.1%;在750 kHz环路带宽下,计算得到锁相环参考杂散小于-72 dBc,满足IEEE 802.15.3c标准对60 GHz本振信号杂散的要求。     

一种宽动态范围低失配的电荷泵

采用TSMC 0.18 μm混合CMOS工艺,设计了一种应用在GNSS接收机中低杂散锁相环(PLL)的宽动态范围低失配电荷泵。分析了电荷泵非理想因素和压控振荡器(VCO)调谐增益对参考杂散的影响,发现提高电荷泵电流匹配精度和减小VCO调谐增益均可有效抑制锁相环的参考杂散。采用加负反馈的源极开关型电荷泵,以实现电荷泵充放电电流的精确匹配。利用电荷泵输出电压来控制运算放大器的不同输出支路,以拓宽电荷泵的输出电压动态范围,从而降低PLL输出频率范围对VCO调谐增益的要求。仿真结果表明,当电源电压为1.8 V、电荷泵电流为100 μA时,可以实现充放电电流精确匹配,输出电压范围达到0.02~1.78 V,参考杂散为-66.3 dBc。     

一种应用于频率综合器的高性能全差分电荷泵电路

提出了一种应用于频率综合器的全差分电荷泵电路.该电荷泵结构可以很好地克服沟道长度调制效应的影响,使充放电电流在宽输出电压范围内实现精确匹配,从而使频率综合器的压控电压纹波(ripple)很小.为了保证电荷泵的宽输出摆幅不受限制,还设计了一种输入范围接近轨到轨的共模负反馈电路.整个电路在1.8V SMIC 0.18μm CMOS混合信号工艺下设计实现,芯片面积约为450μm×280μm,直流功耗约为1mW,测试得到的参考杂散的最差值为-73dBc,满足频率综合器的低杂散要求.     

一种应用于频率综合器的高性能全差分电荷泵电路

提出了一种应用于频率综合器的全差分电荷泵电路.该电荷泵结构可以很好地克服沟道长度调制效应的影响,使充放电电流在宽输出电压范围内实现精确匹配,从而使频率综合器的压控电压纹波(ripple)很小.为了保证电荷泵的宽输出摆幅不受限制,还设计了一种输入范围接近轨到轨的共模负反馈电路.整个电路在1.8V SMIC 0.18μm CMOS混合信号工艺下设计实现,芯片面积约为450μm×280μm,直流功耗约为1mW,测试得到的参考杂散的最差值为-73dBc,满足频率综合器的低杂散要求.     

低杂散锁相环中鉴频鉴相器与电荷泵的设计

采用TSMC 0.18 μm 混合CMOS工艺,设计了一种应用在1.571 GHz GNSS接收机中低杂散锁相环的鉴频鉴相器与电荷泵电路。鉴频鉴相器采用两相非重叠时钟结构和延时可控电路,实现了鉴频鉴相器的延时失配最小化和导通时间可调,在降低杂散的同时消除死区。电荷泵采用4路控制信号和1路可控充电和放电电路,有效地优化了电流失配和电荷泵电流的大小,进一步降低锁相环的杂散。测试结果表明,在电源电压为1.8 V,电荷泵电流为100 μA 时,延时失配和充放电电流失配近似为0,杂散为－71.77 dBc@16.375 MHz。     

浅谈一款新型地铁排流柜的设计

地铁排流柜作为地铁杂散电流腐蚀防护系统中的一款重要设备,其控制方式的不同会得到不同的防腐蚀效果,本文将一款新型排流柜与传统排流柜控制方式进行对比,提出了新型排流柜的设计方案,通过实际应用,验证该新型排流柜具有响应速度快,排流效果理想的优点。     

低杂散锁相环中的电荷泵设计

用TSMC0.18μm CMOS工艺设计并实现了一种电荷泵电路，传统的电荷泵电路中充放电电流有较大的电流失配,电流失配导致相位偏差,从而引起杂散并降低了锁相环的锁定范围，文中采用与电源无关的基准电流源电路,运用运算放大器和自偏置高摆幅共源共栅电流镜电路实现了充放电电流的高度匹配,从而降低了杂散。测试结果表明：电源电压1.8V时,电荷泵电流为0.475mA,在0.3-1.6V输出电压范围内电流失配小于10mA,功耗为6.8mW。     

低杂散锁相环中的电荷泵设计

用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计并实现了一种电荷泵电路.传统的电荷泵电路中充放电电流有较大的电流失配,电流失配导致相位偏差,从而引起杂散并降低了锁相环的锁定范围.文中采用与电源无关的基准电流源电路,运用运算放大器和自偏置高摆幅共源共栅电流镜电路实现了充放电电流的高度匹配,从而降低了杂散.测试结果表明:电源电压1.8V时,电荷泵电流为0.475mA,在0.3～1.6V输出电压范围内电流失配小于10mA,功耗为6.8mW.     

埋地金属腐蚀的排流保护法研究

针对目前城市轨道交通系统运营年限的增加,杂散电流对埋地金属腐蚀日益突出。通过对杂散电流主要防护措施排流保护法的研究,分析直接排流法、选择排流法、强制排流法的特点,得出目前常用排流保护法存在的排流量过大以及排流量控制上存在的问题,提出利用模糊控制方法来进行排流控制的结论。     

低杂散锁相环中电荷泵的设计

采用IBM 0.18 μm CMOS工艺,设计了一款应用于433 MHz ASK接收机中低杂散锁相环的电荷泵电路.设计采用与电源无关的带隙基准偏置电流源和运算放大器,实现了电荷泵充放电电流源的精确匹配,有效抑制了传统电荷泵对锁相环锁定状态中杂散信号的影响.电路在Cadence的Spectre工具下进行仿真,结果表明:当电源电压为1.8 V、参考电流为30 μA、输出电压范围在0.5～1.5 V时,充放电电流精确匹配,杂散小于-80 dB,其性能符合接收机系统要求.     

地铁(轻轨)杂散电流分布式在线监测系统设计

提出一种新型的分布式杂散电流在线监测系统,并给出实际组成结构.与现有的地铁杂散电流监测系统对比,具有比较好的性价比和极好的推广应用前景.     

一种低杂散锁相环频率综合器

基于SMIC 0.13 μm CMOS工艺,设计了一种锁定频率范围为0.25~1.25 GHz的低杂散锁相环频率合成器。该电路采用一种改进的高精度电荷泵,以减小电荷共享、电流失配等非理想效应,降低了相位误差,减少了输出信号的参考杂散;采用压控电阻器作为延迟单元,设计了一种输出频率广、相位噪声低的压控振荡器。Spectre仿真显示,输出电平在0.3~1.1 V范围时,电荷泵的充放电电流失配仅为0.2 %,锁相环锁定后的杂散小于-90 dBm,满足了低杂散的设计要求。     

一种高压共轨喷油器的驱动电路设计

分析了高压共轨喷油器电磁阀工作原理,设计的驱动模块采用高电压、大电流对电磁阀的开启加以控制,随后采用低电压、小电流的PWM波维持导通,满足了高压共轨喷油器电磁阀驱动控制的要求。试验表明此驱动电路性能优异,设计运行可靠,能满足高压共轨喷油器电磁阀驱动控制的要求。     

改进的XGBoost杂散电流预测及可解释模型

为了解决影响地铁轨道的杂散电流特征众多,常规特征选择方法影响模型预测精度及模型结果可解释性差的问题,提出基于最优特征改进极端梯度提升（XGBoost）的杂散电流预测模型。利用遗传算法的灵活性和较强的搜索能力,在包含原始V个特征的集合中逐代寻找使目标函数均方误差（MSE）最小的前M个特征,建立最优特征选取方法下的杂散电流预测模型（OFS-XGBoost）。同时为了解决OFS-XGBoost模型预测结果较好,但是黑箱模型对预测结果解释性不足的问题,提出基于SHAP理论的归因分析框架,根据杂散电流特征样本的边际贡献,以易于理解的的方式显示特征集合对模型预测结果的影响,提高模型可解释性。结果表明：所提模型的预测误差仅为1.684%,低于相同优化策略下的随机森林、反向传播（BP）神经网络等预测模型;基于SHAP值的归因分析方法可以从全局与个体角度解释输入特征对杂散电流预测结果的影响,在提高模型可解释性的基础上辅助地铁智能化健康管理。     

频谱仪测量发射机带外杂散信号的分析

简述了发射机带外杂散信号的定义及带外杂散信号的测量方法。频谱分析仪测量发射机带外杂散信号时会出现许多虚假信号,从而影响了真实的杂散信号的正确测量。从频谱分析仪工作原理入手对其原因进行了定性分析,给出了虚假信号和真实信号的辨别方法,提出了较为先进的正确测量杂散信号的方法。