音频功放环路频率响应的测试

音频功放的稳定性是由环路频率响应的增益与相位曲线决定的。在设计时可以通过仿真软件分析,在实际测试时由于测试误差和动态范围的限制很难得到准确的结果。本文以AB类音频功放为例,介绍了一种采用网络分析仪的增益和相位端口,测试环路频率响应的方法。     

高阶锁相环稳定性因子的定值分析

通过研究典型高阶电荷泵锁相环系统的相位传输模型及相位传输函数和相位误差传输函数,利用一元二次不等式方程的实数根判别式等常规数学工具,建立影响典型高阶系统稳定性的参数方程,推导出高阶锁相环路稳定性因子(二阶滤波比率m、系统衰减因子ζ)的取值方法,并计算出在保证环路相位裕度大于60°条件下参数值的范围(查找表),在同类环路...     

星载统一测控载波跟踪环相位噪声分析

为了保证测速和测距精度,有效手段之一是在星载统一测控应答机上采用嵌套环路结构的载波跟踪环完成相干载波提取。由于利用了相干本振补偿多普勒频移,必须考虑输入相位噪声对本振相位噪声的影响。为了准确预测环路输出相位噪声性能,对环路中各部件贡献的相位噪声进行了分析。针对不同噪声源,运用信号流图的分析方法建立了对应的环路相位噪声模型,通过仿真计算得到了不同输入信号功率条件下的环路输出相位噪声功率谱,与实际电路的测试结果对比,证明了该环路相位噪声模型的准确性。应用该模型能提高环路设计的准确性和效率。     

光源功率对光纤电流互感器的性能影响研究

超辐射发光二极管(SLD)光源作为光纤电流互感器光路中唯一的有源器件,其长期运行稳定性直接影响着互感器的性能.文章主要从SLD出光功率衰减对光纤电流互感器输出固定偏置、变比和相位的影响机理进行理论推导,结果表明在非理想数字闭环情况下,随着光功率的衰减,互感器输出固定偏置增大;同时光功率的衰减会导致电流互感器的信噪比降低,进而导致互感器输出的比值误差和相位误差增大.并对理论结果进行了实验验证,实验结果符合理论分析,其中光功率衰减对互感器相位误差的影响最大.     

满足0.2级的光纤电流互感器信噪比分析

电流比值误差和相位误差是检验互感器的重要指标,噪声对其有较大影响.光纤电流互感器不同于传统电流互感器的重要特征之一即是存在较大噪声,在测量小电流时表现尤为显著,已经成为阻碍光纤电流互感器实用化进程的重要难题.分析了高斯白噪声背景下电流比值误差和电流相位误差的统计特征,研究了0.2S级下电流互感器数字输出信号信噪比所需满足的条件,探讨了电流互感器信噪比的计算方法以及影响信噪比的因素,并设计实验验证了理论分析的正确性.分析表明,为满足0.2S级光纤电流互感器信噪比需达到136,在额定电流以及数据更新率一定的情况下,仅有通过降低噪声以及增加敏感线圈缠绕圈数的方法可以提高系统信噪比.     

FBG电流互感器非线性校正系统研究

为了提高电流互感器的测量精度,减小相位误差 ,研究了基于现场可编程门阵列(FPGA)的光纤光栅(FBG)电流互感器非线性校正系统,分析 了超磁致伸缩材料GMM,giant magnetostrictive material)的 磁滞特性,采用参数可变曲线拟合法实现数据的非线性校正处理。通过FP GA完成数据采集、 滤波、缓存、分频、校正处理和数据转换等单元的设计,实现了对电流互感器输出信号的实 时非线性校正,减小了GMM的磁滞特性对FBG电流互感器的影响,使电流互感器的 相位误差由7°降为1°,幅度误差小于1%,提高了电流测试系统的测量精度。     

一种新颖的相位/转速混合电机控制结构

针对转速反馈电机控制系统中实际转速与期望转速存在偏差无法绝对消除,造成电机转过的角度误差会随时间累积的问题,提出了一种相位/转速混合控制结构。在转速环路基础上增加了相位环路,通过外部输入一个频率稳定的参考方波信号,由混合环路控制电机转速,达到期望值。同时控制电机转过的角度时刻,跟踪参考方波信号的相位,与其保持同步锁定,从而保证电机转过的角度误差不再随时间累积。具体分析了混合控制结构的设计原理,并通过搭建工程实物电机系统进行验证。在参考方波信号频率为100 Hz的情况下,系统达到的技术指标为：稳定时间≤2 s,稳态时转速精度为6 000±10 r/m,相位差≤±50μs。     

一种采用新型矢量合成方法的9~12G 5bit有源本振移相器

本文提出了一种采用新型矢量合成方法的应用于9~12G的5bit有源本振移相器。提出的新型矢量合成方法降低了对可变增益放大器的精度要求,从而可变增益功能可以通过开关控制一组输入管来实现而不必通过改变输入管的偏置电流,所以避免了存在于正交矢量合成移相器中的线性度波动和漏源电压波动的问题,可以降低应用于本振移相时移相器的误差。本文提出的移相器采用TSMC 0.13um CMOS工艺设计并流片。测试结果表明该移相器能够实现5bit的移相精度。在9~12G范围内,32中移相状态下的平均转换增益为-0.5~7dB。均方根增益误差和均方根相位误差的最大值分别为0.8dB和4度。在1.2V的电源电压下消耗的直流电流为27.7mA.     

基于因子分析法的电子式电压互感器误差状态在线评估

电子式电压互感器由于结构复杂且工作环境恶劣,长时间运行后精度会大幅降低,影响电力系统的安全可靠性和电能贸易交易的公平性。针对传统的离线校验方法长时间停电需要标准互感器的缺点,文中提出一种基于因子分析法的电子式电压互感器误差状态在线评估方法。利用SPSS软件实现KMO检验和Bartlett球形检验,验证三相电子式电压互感器的二次输出数据适用于因子分析。在系统正常运行下实现模型训练,利用因子算法分离出特殊因子电子式电压互感器误差信号,建立特殊因子的Q统计量阈值;通过计算Q统计量的变化实现误差状态检测,通过Q统计量的贡献率实现三相电子式电压互感器异常准确定位。试验结果表明,所提方法可实现电子式电压互感器计量误差0.1%的在线评估,满足传统定期离线校验0.2级计量精度的评估标准,可为互感器在线监测提供新思路。     

三阶电荷泵锁相环稳定性因子的定值方法

在研究三阶电荷泵锁相环系统的相位传输模型及相位传输函数的基础上,利用一元二次不等式方程的实数根判别式,建立影响系统稳定性的参数方程,计算确定了在保证环路相位裕度大于60°条件下,三阶电荷泵锁相环路稳定性因子(二阶滤波比率m、系统衰减因子ζ)及二阶滤波电容C1、C2的取值方法,并给出了稳定性因子及C1、C2在一定范围内的...     

一种1.2V,80mA,5μF快速瞬态响应、高稳定性LDO的设计

基于上华0.5μm工艺,设计了输入电压为1.5V,输出电压为1.2V,最大输出电流为80mA,用于DC/DC里的CMOS低压差线性稳压器(Low-dropout regulator),作为带隙基准输出端的后续模块,以达到滤波和提高参考电压精度的目的。提出了一种补偿网络,可以保证负载电流发生变化时,相位裕量不发生变化;在补偿网络的基础上添加一个感应电容能够快速跟踪极点的变化,从而保证在负载电流跳变瞬间稳定性保持不变,防止了输出电压发生振荡的情形。此外,设计了一种瞬态响应提高电路结构来改善负载瞬态响应。仿真结果表明,在tt corner下该LDO线性稳压器在负载电流为1mA和80mA时的相位裕度均为83°,环路增益为80dB,流片测试结果显示过冲电压和欠冲电压均不超过100mV。     

两源交叉眼与多源线阵交叉眼的干扰性能分析

交叉眼干扰是单脉冲雷达最有效的干扰方式之一,增益是衡量交叉眼干扰性能的重要指标.本文在两源反向交叉眼干扰(TRCJ,Two source Retro-directive Cross-eye Jamming)和多源线阵反向交叉眼干扰(LMRCJ,Linear ar-ray Multi-source Retro-directive Cross-eye Jamming)增益模型的基础上,以4源线阵反向交叉眼干扰为例,对相同幅值比下LMRCJ的增益最大值进行了推导,提出了LMRCJ整体相位容限计算方法,综合考虑LMRCJ不同环路之间的相位控制方式、幅相波动以及平台回波等因素,对比分析了LMRCJ和TRCJ的增益值和幅相容限.仿真结果表明:不考虑平台回波时,在相同的幅值比下,TRCJ的增益最大值不低于LMRCJ的增益最大值,且增益值高时TRCJ的相位容限比LM-RCJ的相位容限更宽松;当LMRCJ和TRCJ的幅相控制能力相同且均较弱时,LMRCJ的增益值高于TRCJ的增益值;考虑平台回波时,在高干信比(JSR,Jam-to-Signal Ratio)下,LMRCJ和TRCJ的增益及相位容限规律与隔离平台回波时的一致.论文研究可以为交叉眼干扰机的工程设计提供指导.     

一种DCM峰值电流控制模式AC/DC反激转换器环路的设计

对峰值电流控制模式的AC/DC反激转换器环路进行了研究。通过对DCM模式下电压环路的控制与输出调制函数、反馈和补偿函数的推导,建立了系统的传递函数,并对环路系统的增益和相位裕度进行了定量计算和定性分析;通过设计合理的补偿电路,使环路在全输出负载范围内均具有良好的稳定性。采用Matlab和Hspice软件对环路进行仿真,仿真结果表明,DCM工作模式下,AC/DC反激变换器的环路增益和相位裕度均能满足环路稳定性的要求。     

伪码测距中码跟踪环的FPGA实现

码跟踪环的设计是伪码/载波相位联合测距系统的一个关键环节.分析了伪码跟踪环路的结构,利用查表法、二阶环路分别对NCO和环路滤波器等关键部分进行了设计,并给出了相应的电路结构.系统仿真与FPAG片上测试结果表明,实现了伪码准确、实时跟踪,跟踪到的伪码相位误差小于载波相位的周期长,设计的跟踪环具有一定工程应用价值.     

一种具有低噪声高电源抑制的LDO电路设计

设计了一种基于28 nm CMOS工艺的低噪声高电源抑制LDO电路。采用折叠共源共栅结构设计了高输出阻抗、高增益误差的放大器,降低了电源噪声对输出端的影响。采用共源共栅密勒补偿结构,保证电路在负载处于轻载/重载下保持较高的相位裕度,增强了环路稳定性。误差放大器输入端采用降噪模块电路,降低了噪声对整体LDO电路的影响。基于Cadence Spectre进行仿真分析的结果表明,在1.9 V电源电压下,负载由轻载10 mA突变为重载60 mA时,环路增益为77.6～91 dB,相位裕度达到76°～79°。在中间负载电流30 mA下,对电源抑制(PSR)和噪声进行了仿真。结果表明,电源抑制为-81.9 dB,低频噪声(1 kHz)为258 nV·Hz^-1/2。对LDO整体电路进行了版图设计和后仿比对。结果表明,环路增益为83.2 dB,相位裕度为78°,PSR为-78.3 dB,低频噪声(1 kHz)为283 nV·Hz^-1/2。     

2.4GHz零中频接收机中正交相位的自校准设计

提出了实现在一个2.4GHz零中频接收机中的一种正交相位自校准方法.这种方法基于一个采用提出的正交相位检测器的延迟锁定环路来大大减小正交相位误差.该接收机采用0.18μm CMOS工艺实现.测试结果显示正交相位误差可以被校准到1°以内,满足了系统的要求.     

2.4GHz零中频接收机中正交相位的自校准设计

提出了实现在一个2.4GHz零中频接收机中的一种正交相位自校准方法.这种方法基于一个采用提出的正交相位检测器的延迟锁定环路来大大减小正交相位误差.该接收机采用0.18μm CMOS工艺实现.测试结果显示正交相位误差可以被校准到1°以内,满足了系统的要求.     

一种适用于LDO的动态频率补偿方案

设计了一种应用于低压差线性稳压器(LDO)中的新型误差放大电路,其核心部分采用对称性的差分运算跨导(OTA)结构;通过动态零点频率补偿技术,显著改善了其性能指标;采用Hynix 0.5 μm CMOS 模型进行仿真,结果表明,当负载电流由1 mA 变化至300 mA时,系统环路增益的0 dB 带宽保持在70 kHz到100 kHz之间,相位裕度保持在60o以上,保证了LDO 稳压器在全负载范围内均能稳定工作.     

HIRFL主加速器相位稳定系统的环路设计

针对HIRFL(重离子加速器)的加速器腔体的高频电压设计了以DSP和FPGA为基础的数字相位负反馈控制稳定系统。介绍了相位稳定系统的组成、环路滤波器设计与参数计算方法等几个方面的内容,提出了零极点对消与重构的环路设计方案,本实现方案可以应用于各种Q值变化的加速器腔体的相位稳定控制与幅度稳定控制。设计出的设备在SSC腔体上进行了长期测试,表明设备具有优异的调制抑制度与长期相位稳定度。     

相干处理器中I、Q误差的校正

本文给出相干信号处理器中校正同相通道与正交通道的增益及相位的不平衡和校正偏置误差的方法。校正过程是根据对测试信号的测定而得到的系数来完成的。校正后的剩余误差依赖于测试信号的信噪比(S/N)以及求取校正系数时的滤波精度。