基于CCII的集成混沌振荡器设计

集成化混沌振荡器是混沌在实际应用中的一种重要趋势,特别是在大规模的混沌系统的电子实现方面。为了使混沌振荡器的集成度更高,并且具有较宽的频带,本文提出了一种新型的电流模式混沌振荡器。通过对自治混沌振荡器的电路模型分析,在文氏混沌电路基础上,采用CCII电路代替电压运算放大器、跨导运算放大器等传统运算放大器,实现了正弦波振荡电路,通过采用NMOS管将两个正弦振荡电路耦合最终实现电流模式混沌振荡器,通过对该电流模式混沌振荡器建模并进行仿真分析,描述了该振荡器的混沌行为,验证了该混沌电路的有效性和可行性。再通过仿真结果对比表明该混沌振荡器相比于传统的文氏混沌振荡器功耗更小、噪声抑制能力更强,由其产生的混沌信号在频带宽度、随机程度方面都有明显提高,更适合芯片集成。     

流水线模数转换器中的宽带电流型运算放大器

针对高清视频信号处理对动态范围大,运算速度快的模数转换器(ADC)的要求,提出了一种流水线宽带电流型运算放大器。该运算放大器的主放大器采用套筒式增益提高结构,辅助运算放大器用电流型放大器替代。采用电流共模反馈电路调节主运算放大器的支路电流以稳定输出共模电平;采用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计电路。实验结果显示:辅助运算放大器采用源极输入,减小了信号主通路上的寄生电容,提高了整个运算放大器的电路速度。运算放大器的增益为83.19dB,相位裕度为61.6°,单位增益带宽为1.6GHz,功耗为9.3mW;在满幅度阶跃输入的情况下,输出建立时间小于1.83ns。将该运算放大器用于高清视频信号的流水线ADC中,实现了170MS/s,10bit精度的模数转换。同传统的电压型运算放大器相比,该运算放大器响应速度更快,功耗更低,可满足处理视频信号的要求。     

流水线模拟数字转换器的权重误差校准

为校准流水线模拟数字转换器(ADC)中电容失配和由运算放大器的有限开环增益引起的级间增益误差,提出了一种新的基于权重的后台校准技术。该技术将流水线ADC中存在的上述误差统一归结为各级权重的偏差,建立了一个基于权重的ADC误差模型,并利用后级的数字输出来校准前级的误差。该技术在ADC末尾增加了额外的两个子级,这两个子级仅在校准过程中使用,从而使得ADC正常的模数转换过程不被中断,校准进程在后台执行。由于在校准期间和正常工作期间所有可能出现的信号路径的前7级均被校准,故进一步减小了误差,提高了精度。应用该技术实现了一个14bit,80 MS/s的流水线ADC,该芯片采用Chartered 0.18μm,1p6mCMOS工艺设计,总功耗为260mW,芯片面积为7.161mm2。实验结果显示:本文提出的校准技术可以提高ADC的精度,改善ADC的动态和静态性能。     

PID补偿的完全在线序贯极限学习机控制器在输入扰动系统自适应控制中的应用

针对输入受外界扰动的系统在实现自适应控制难的问题,提出一种比例-积分-微分（PID）补偿的完全在线序贯极限学习机（FOS-ELM）控制器设计方法。首先,建立系统的动态线性模型,采用FOS-ELM算法设计控制器并学习其参数;其次,计算系统的实际输出误差,结合系统的控制误差,设计所需补偿的PID增量参数;最后,对PID补偿的FOS-ELM控制器参数在线调整并用于系统控制。在发动机空气燃油比（AFR）控制系统模型上进行实验,实验结果表明上述方法在实现自适应控制的同时降低了系统扰动输入带来的干扰,提高了系统有效控制率,在正负干扰系数为0.2时,其有效控制率从不足53%提高到93%以上。同时该方法易于实现,具有很强的鲁棒性和实用价值。