Ku波段频率合成器研究

本文介绍的Ku波段频率合成器,采用了介质压控振荡器（DRVCO）作振荡源和分频锁相技术。并在DRVCO上直接进行数字信号调制,简化了信道机设备,其技术具有一定的先进性。     

锁相式频率合成器输出相位噪声的分析

频率合成器中输出相位噪声是个重要的问题,本文对此进行了分析。因为输出相位噪声主要取决于压控振荡器的噪声,所以文中介绍了由五个独立噪声过程组成的压控振荡器噪声模型,并具体给出了这五项的方差,导出了压控振荡器相位噪声的比较完整的表达式。     

低调谐增益变化的10 GHz电感电容式压控振荡器设计

基于0.18μm CMOS工艺,设计了一种应用于无线通信和雷达系统的低变化调谐增益的电感电容式压控振荡器。该电路包括分布式偏置可变电容阵列和开关电容阵列,合理选择偏置电压扩展电容-电压曲线覆盖范围,在整个调谐电压范围内,可有效降低调谐增益。三位开关电容阵列将整个可调频率范围分为8个子频带,通过控制可变电容实现子频带内频率的调谐范围。同时采用开关可变电容阵列,有效抑制了电感电容式压控振荡器调谐增益的变化。基于1P6M 0.18μm工艺模型的后仿真结果显示该10 GHz压控振荡器调谐增益变化率表现优异,低至21.5%,调谐频率范围为9.13～11.15 GHz,同时该压控振荡器能够实现较低的直流功耗9 m W(1.8 V电源电压),相位噪声在10 GHz时为-105 d Bc/Hz@1 MHz。     

压控振荡器频率特性线性化及频率漂移补偿的新方法

本文扼要介绍了变容二极管及压控振荡器的非线性特性,列举了近代电子设备中可以采用的几种线性化措施,并分析了它们的优缺点,提出了用单片机对压控振荡器的 F—V 非线性进行线性化方案,该方案亦可对频率随时间、温度的漂移进行补偿,大大提高了压控振荡器的频率线性及稳定度、准确度,具有精度高、易于实现、自动校正、调试方便等优点,尤其适合在智能仪器中应用。文中还给出了软件流程图及实验结果。     

利用对比度最优准则的压控振荡器调频非线性误差估计与校正方法

针对压控振荡器调频非线性误差的准确估计与校正问题,提出一种以一维距离像对比度最优为准则的自适应估计与校正方法。本方法建立引入温度变量的压控振荡器频率特性模型,并据此估计出某一温度值对应的调频非线性误差,在对中频回波进行误差补偿和一维脉压后,以一维距离像的对比度最优作为迭代收敛准则,实现调频非线性误差的最优估计与校正。仿真和实测数据结果表明,该方法充分考虑了温度因素对压控振荡器输出频率的影响,能够在不增加硬件复杂度的前提下,通过算法实现对调频非线性误差的估计、跟踪与补偿。与传统基于硬件电路进行估计或校正的方法相比,新方法无需由硬件组成闭环估计通道,且具有实时性强、运算量小、补偿精度高的优点,对于克服实际工程应用中压控振荡器器件的参数漂移问题具有重要指导意义。     

束流调制型虚阴极振荡器的研究

运用改进的"环形输运"模型和粒子模拟方法研究了调制型虚阴极振荡器中束流调制参数变化对虚阴极振荡器特性的影响。研究结果表明:束流的调制对虚阴极振荡器的运行性能有显著的影响,对电子束流进行适当的调制可以显著提高器件的束波转换效率。研究结果为设计高性能的虚阴极振荡器提供了基础。     

15GHZ高线性、低相噪压控振荡器研究

本文在对克拉泼电路的理论分析基础上，运用Microwave Office软件仿真、优化出耦合元件Lgx、Cg的取值范围，用封装的场效应管、变容二极管设计、研制出15GHz压控振荡器，在14.7-15.4GHz调谐带宽内，振荡器的线性指标达到1.15，功率输出为15dBm，偏离载频100KHz,相位噪声倨于-80dBc/Hz。     

CMOS负阻补偿型压控振荡器关键技术研究

采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一个中心振荡频率为2.46GHz的负阻补偿型LC压控振荡器。该压控振荡器采取差分负阻结构,利用反型NMOS电容实现频率调谐。通过对可调电容的特性研究,振荡器实现2.08GHz~2.84GHz的宽频率覆盖范围调谐,同时通过调节负阻器件的宽长比、优化片上螺旋电感几何参数获得高品质因数等方法提高振荡器的相位噪声性能。在1.8V供电电压下对电路仿真,相位噪声小于-120dBc/Hz@1 MHz,最低可达-125dBc/Hz@1 MHz,工作平均电流为3.74mA。在1.6V供电电压时工作正常,满足单芯片跳频频率综合器的应用要求。     

用于传送电视信号的微波介质振荡器调制器

根据不同的使用要求,微波介质振荡器(DRO)的应用领域正在拓宽。文中介绍的微波介质振荡器调制器便是DRO的一种新的应用方法。它在载波上直接进行电视信号调制．调制带宽、调制线性以及输出功率均能满足电视传送设备的要求,同时简化了设备、降低了设备成本和提高了设备的可靠性。     

基于USB的2FSK调制解调器设计

基于USB的2FSK调制解调器采用USB设备开发方案,以AN2131QC为核心设计硬件,调制单元通过按位分析数据并控制82C53输出不同频率的方波实现;解调单元通过LM2917对2FSK信号进行频压转换并比较滤波实现.该调制解调器既具有便携性、实时性和准确性,也可广泛应用于低频段2FSK信号的调制解调.     

一款0.18μm CMOS辐射加固差分压控振荡器

基于对称负载压控振荡器(VCO)的单粒子瞬变(SET)失效机理,应用设计加固(RHBD)技术分别改进了偏置电路和环形振荡器,设计和实现了一款0.18μm CMOS辐射加固差分VCO.模拟结果表明:加固VCO的SET敏感性大幅降低,同时还降低了抖动对于电源噪声的敏感性.虽然电路结构变化会导致频率下降,但可以通过调整电路尺寸而解决.此外,加固VCO面积开销有所降低,优于其他加固方法.     

微波反馈调制型虚阴极振荡器的粒子模拟

用三维全电磁PIC方法对一种利用反馈微波信号调制入射电子束的新型虚阴极振荡器进行了粒子模拟研究。在外加450kV电压的自洽发射状态下,得到的微波峰值输出功率可达数百兆瓦,微波主频位于C波段,瞬时峰值效率≥5％,主模式为TE10模,与试验结果符合较好。     

基于对比度最优的VCO调频非线性误差估计与校正方法

针对VCO调频非线性误差的准确估计与校正问题,提出一种以一维距离像对比度最优为准则的自适应估计与校正方法。本方法建立引入温度变量的VCO频率特性模型,并据此估计出某一温度值对应的调频非线性误差,在对中频回波进行误差补偿和一维脉压后,以一维距离像的对比度最优作为迭代收敛准则,实现调频非线性误差的最优估计与校正。仿真和实测数据结果表明,该方法充分考虑了温度因素对VCO输出频率的影响,能够在不增加硬件复杂度的前提下,通过算法实现对调频非线性误差的估计、跟踪与补偿。与传统基于硬件电路进行估计或校正的方法相比,新方法无需由硬件组成闭环估计通道,且具有实时性强、运算量小、补偿精度高的优点,对于克服实际工程应用中VCO器件的参数漂移问题具有重要指导意义。     

交织结构的耐单粒子瞬变压控振荡器

为提高辐照环境下振荡器工作的可靠性,提出一种交织结构的抗辐照设计加固压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator,VCO),该VCO由采用交织结构的延时单元构成,该延时单元支持多数表决功能,可以抑制单粒子瞬变的影响;该VCO环路中无须引入额外的专用表决模块,可以产生均匀的多相位输出。所提出的加固差分VCO是基于130 nm体硅互补金属氧化物半导体工艺设计的。模拟结果表明,所设计的加固VCO在100 fC~800 fC沉积电荷量的轰击范围内,其所产生的最大相位偏移不超过0.35 rad。     

PID在柴油发电机组输出稳定性控制中的应用研究

针对目前移动式柴油发电机组机械式调速器响应速度慢、精度差以及负载变化较大时发电机组输出电压和频率波动较大的问题，研究了PID在柴油发电机组稳定性控制中的应用，进行了电子调速器电路的研究与设计。对75kW柴油发电机组进行了空载、半载及满载实验，实验结果验证了设计电路和控制方法的正确性。该电子调速器采用PID方法对发动机转速进行控制，达到了改善柴油发电机组输出稳定性的目的，并且具有响应速度快和准确度高的特点。     

差分压控振荡器中单粒子瞬变的研究

压控振荡器(VCO)是锁相环(PLL)中对于单粒子瞬变(SET)最为敏感的部件之一.基于180nm体硅CMOS工艺设计了一款经典的对称负载结构差分VCO电路,并利用电流源表征单粒子效应中电荷沉积和收集的过程,模拟了VCO电路的SET响应.模拟和分析表明,SET响应不仅取决于入射能量、振荡频率,还受到轰击时刻的制约,不同轰击时刻产生的最大相位差可以相差300°以上.此外,偏置电路某些结点最为敏感,可以放大SET的影响,导致时钟失效长达7个周期.     

电荷泵中单粒子瞬变的研究

为分析电荷泵中不同频率单粒子瞬变(SET)电流对锁相环(PLL)的影响,采用频域分析法从增益和带宽的角度研究了环路参数与SET响应的关系。分析结果表明,减小环路滤波电阻可以降低系统增益,从而有效降低压控振荡器控制电压的扰动;增大固有频率或阻尼因子则可以提高系统带宽,从而滤除更大范围的SET电流,同时还可以降低PLL恢复到锁定状态的时间。因此,减小环路滤波电阻、增大固有频率或阻尼因子是有效的设计加固方法。通过1GHz PLL的SET模拟验证了上述结论。     

微波调制型虚阴极振荡器的受迫振荡模型

利用受迫振荡模型分析了外部微波与自反馈微波调制入射电子束的虚阴极振荡的特点,得到了促使虚阴极振荡幅度增大的频率与位相条件。     

基于云进化的遗传粒子滤波算法

针对粒子滤波器存在的粒子贫乏问题,提出了一种基于云模型改进的遗传重采样方法。选择操作采用相隔一定代数进行随机采样的方式,防止选择压力过大导致粒子贫化;利用Y云发生器实现变异操作,根据粒子的观测概率自适应控制搜索范围,在现有粒子的附近搜索精良粒子,在提高粒子有效性的同时增加了粒子的多样性。仿真结果表明：改进后的算法有效地解决了粒子的贫乏问题,提高了滤波性能。     

基于变结构神经网络的L1自适应控制

针对传统模型参考自适应控制存在的鲁棒性问题和神经网络结构庞大因而计算量膨胀的问题,提出了一种变结构神经网络L1自适应控制方法,其中变结构神经网络用于在线辨识系统存在的未知非线性函数,该网络通过对节点进行唤醒与催眠以动态调节结构,以最少的节点数进行有效的逼近,降低计算复杂度;L1自适应控制用于网络权值学习与系统非线性补偿,反馈回路中设有一个低通滤波器,只要满足L1增益条件,就能确保系统的输入输出信号的瞬态响应和稳态跟踪性能与一个期望的线性时不变系统的响应保持一致。通过对四旋翼飞行器进行仿真,验证了该方法的有效性。