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高速ADC中SPI接口电路的研究与设计

高速ADC中SPI接口电路的研究与设计

作者：郭声彦合肥工业大学

学位级别：硕士

高速ADC在雷达、无线通信、高速数据采集等领域有着广泛的应用。作为完成对数据采样、转换工作的核心模块,ADC与外部控制器之间的数据传输,以及其性能的提升逐渐成为了芯片开发者们研究的热点。SPI接口总线因其具有传输速度快、占用信... 详细信息

高速ADC在雷达、无线通信、高速数据采集等领域有着广泛的应用。作为完成对数据采样、转换工作的核心模块,ADC与外部控制器之间的数据传输,以及其性能的提升逐渐成为了芯片开发者们研究的热点。SPI接口总线因其具有传输速度快、占用信号线少、信号传输准确率高、全双工等优点,在数据通信中得到了广泛应用。因此,将SPI接口集成在高速ADC芯片中的设计理念已然成为了当前高速ADC开发的主流趋势。本文基于一款折叠插值架构的高速ADC,研究并设计了适用于高速ADC的SPI接口电路,实现了高速ADC与外部控制器的数据串行通信,并研究了对高速ADC的多功能配置,包括校准使能、数据时钟DCLK相位选择、多通道工作断电控制、编码测试功能等。通过采用SPI接口电路对ADC的配置方法,节约了芯片管脚数,可大大减小芯片面积。另外,还研究了通过SPI接口电路对高速ADC中失配误差进行校准,包括采样保持电路的失调失配以及时序产生电路的采样时间失配。这种手动校准的设计方法不但校准精度高,而且具有更好的灵活性和可控制性。本文利用Verlilog HDL硬件描述语言完成了 SPI接口电路的RTL级设计,利用Modelsim仿真软件对设计的SPI接口电路进行了功能仿真,验证了其功能的正确性,并在数模混合仿真平台CadenceAMS中,对RTL级的SPI接口电路和基于TSMC0.18μm CMOS工艺的误差校准电路进行级联仿真,结果表明通过SPI接口电路可以实现失配误差的校准,其中采样保持电路的ENOB从8.93bits提升至11.03bits,时序产生电路校准后的采样时序偏差为0.09ps,有效降低了电路的失配误差,提升了电路性能,从而改善高速ADC的整体性能。接着,对设计的SPI接口电路进行FPGA硬件实现与验证。最后,基于TSMC 0.18μm CMOS工艺库对SPI接口电路进行ASIC实现与验证,利用Design Compiler综合工具完成电路综合,得到综合后时序分析报告,结果表明该SPI接口电路时序满足设计要求,并对综合后的电路进行后仿真验证,然后利用IC Compiler工具实现了 SPI接口电路的自动布局布线,完成版图设计。

关键词： SPI接口高速ADC 手动校准 FPGA ASIC

高校数字电子技术课程教学实施“课程思政”措施研讨

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中国宽带 2019年第3期15卷 0104-0108页

作者：郭声彦贵州大学人民武装学院

近年来,全国高校课程思政迎来教学改革,在一些课程教学中逐渐融入“课程思政”理念,提升教学质量。本文从工科院校数字电子技术的专业特点进行分析,总结课程思政教学中存在的问题,并且提出具体的解决措施,希望可以推动课程思政在高校数... 详细信息

近年来,全国高校课程思政迎来教学改革,在一些课程教学中逐渐融入“课程思政”理念,提升教学质量。本文从工科院校数字电子技术的专业特点进行分析,总结课程思政教学中存在的问题,并且提出具体的解决措施,希望可以推动课程思政在高校数字电子技术中的有效融入。

关键词：高校数字电子技术课程教学课程思政

基于SPI接口针对采样保持电路失调的校准电路设计

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仪表技术与传感器 2017年第9期 38-42页

作者：邓红辉郭声彦尹勇生合肥工业大学微电子设计研究所安徽合肥230009

针对时间交织ADC中S/H电路存在的失调失配误差,设计了一种基于SPI接口的失调校准电路,包括失调误差补偿电路以及12位电流舵DAC,并设计了SPI接口电路。通过SPI接口电路手动控制12位校准DAC,产生校准S/H电路的补偿电压,从而达到校准S/H电... 详细信息

针对时间交织ADC中S/H电路存在的失调失配误差,设计了一种基于SPI接口的失调校准电路,包括失调误差补偿电路以及12位电流舵DAC,并设计了SPI接口电路。通过SPI接口电路手动控制12位校准DAC,产生校准S/H电路的补偿电压,从而达到校准S/H电路失调失配误差的目的。12位DAC采用9+3分段式电流舵结构,具有分辨率高、非线性误差较小、面积和功耗适中的优点。利用Modelsim仿真软件对设计的SPI接口电路进行了功能和时序仿真,并进行了FPGA硬件实现,验证了其正确性。最后将SPI接口与S/H电路进行级联仿真,实现了对S/H电路中补偿电压的手动调整。所设计的基于SPI接口的校准电路具有灵活性强、精度高、扩展性好等优点。

关键词： SPI 时间交织A/D转换器 S/H电路 Verilog HDL 手动校准 FPGA

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中国13城市烟草营销密度与青年学生对烟草正面态度和使用的关系分析

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中国慢性病预防与控制 2024年第3期32卷 183-187页

作者：梁声远郭铠文杨晓照中山大学社会学与人类学学院广东省广州510275

目的了解烟草营销密度与中国青年学生烟草正面态度和烟草使用的关系,为改善青年学生对烟草的正确认知和管控其烟草使用提供参考。方法在2022年9月至2023年3月采用多阶段分层整群抽样方法在华北、长三角、珠三角和西南等4个地区的13个城... 详细信息

目的了解烟草营销密度与中国青年学生烟草正面态度和烟草使用的关系,为改善青年学生对烟草的正确认知和管控其烟草使用提供参考。方法在2022年9月至2023年3月采用多阶段分层整群抽样方法在华北、长三角、珠三角和西南等4个地区的13个城市抽取高中及以上的青年学生2292人为研究对象,调查其烟草使用现状和对烟草的态度。采用Stata 17.0软件进行多因素线性回归和多因素非条件logistic回归分析。结果青年学生对电子烟和纸烟的正面态度得分分别为(8.12±3.60)和(8.01±3.79)分,其常住地周围电子烟体验店密度和传统烟草销售点密度分别为(0.15±0.11)和(1.08±0.52)个/km^(2)。多因素分析结果显示,电子烟体验店密度与青年学生对电子烟正面态度(β=0.069)和电子烟使用概率(OR=4.629)均存在正向关联;传统烟草销售点密度与青年学生对纸烟正面态度和纸烟使用概率的关联均无统计学意义;图书馆密度与青年学生的纸烟使用可能性呈负相关(OR=0.258),影剧院密度与青年学生对电子烟正面态度(β=-0.071)和纸烟正面态度(β=-0.073)呈负相关,均有统计学意义(P<0.05)。结论电子烟营销密度可能增加青年学生对电子烟的好感和使用电子烟的可能性,政府和社会应该鼓励青年学生参与健康的文娱活动,并限制电子烟体验店在公共场所的数量和可见度。

关键词：电子烟青年学生兴趣点正面态度烟草使用

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夹芯镀锌钢板复合墙板对木结构建筑外部火灾蔓延的延缓与阻断作用研究

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第4期40卷 723-730页

作者：谷凡郭荞声白月张景川应傲沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

目的提出一种新型夹芯镀锌钢板复合墙板,以延缓与阻断村镇木结构建筑的外部火灾蔓延。方法采用火灾环境模拟软件PyroSim建立西南地区穿斗式木结构建筑数值模型,从发生火灾后的室外温度和外部火灾蔓延时间的角度,对比分析复合墙板对外部... 详细信息

目的提出一种新型夹芯镀锌钢板复合墙板,以延缓与阻断村镇木结构建筑的外部火灾蔓延。方法采用火灾环境模拟软件PyroSim建立西南地区穿斗式木结构建筑数值模型,从发生火灾后的室外温度和外部火灾蔓延时间的角度,对比分析复合墙板对外部火灾蔓延的延缓与阻断效果及其合理布设方式。结果综合考虑地形、地势以及大气环境等不确定因素的影响,建议西南地区穿斗式木结构建筑防火间距取值为6.0 m以上。对于封堵山墙通风洞口的木结构建筑而言,当前后立面方向的建筑间距为3.0 m时,复合墙板的布设能够将火灾蔓延至相邻建筑物的时间延长约60 s;当前后立面方向的建筑间距为4.0 m时,复合墙板的布设将有效阻断外部火灾蔓延。结论对于未封堵山墙通风洞口的木结构建筑物而言,应以合理设置防火间距作为控制外部火灾蔓延的手段。对于封堵山墙通风洞口的木结构建筑物而言,在前后立面外墙布设复合墙板,既能延缓外部火灾蔓延,又能有效降低成本。

关键词：木结构建筑外部火灾蔓延复合墙板防火间距

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施肥对盐碱化草甸草原群落特征和土壤理化性质的影响

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草地学报 2024年

作者：迟晓雪季彦华格格魏红贺丙荣郭司群呼伦贝尔市林业和草原科学研究所内蒙古自治区林业和草原有害生物防治检疫总站呼伦贝尔市农牧科学研究所呼伦贝尔市食品药品检验所

为探究不同改良措施对呼伦贝尔盐碱化草甸草原的植被特征、群落多样性和土壤养分的影响，设置添加有机肥、微生物菌肥、生化黄腐酸（Biochemical fulvic acid ， BFA）的改良措施进行研究。结果表明：增施有机肥显著提高了地上生物量、... 详细信息

为探究不同改良措施对呼伦贝尔盐碱化草甸草原的植被特征、群落多样性和土壤养分的影响，设置添加有机肥、微生物菌肥、生化黄腐酸（Biochemical fulvic acid ， BFA）的改良措施进行研究。结果表明：增施有机肥显著提高了地上生物量、禾本科牧草产量、豆科牧草产量和杂类草产量，分别较对照增加45.94 g·m-2，25.07 g·m-2，11.74 g·m-2，9.16 g·m-2；微生物菌肥未显著增加禾本科牧草产量，但显著提高了地上生物量、豆科牧草产量和其他杂类草产量，较对照分别增加30.41 g·m-2，20.00 g·m-2，6.32 g·m-2；BFA处理未能显著提高地上生物量和禾本科牧草产量。3种改良措施均提高了物种多样性。增施有机肥和微生物菌肥对盐碱化草甸草原土壤具有正向调控作用，可有效降低土壤pH值、电导率、交换性钠和速效磷含量，增加速效钾含量，提高盐碱化草甸草原地上生物量。

关键词：盐碱化草甸施肥植被群落特征土壤理化性质

核因子E2相关因子2蛋白通过调控铁死亡介导脓毒症相关性肝损伤

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中华危重病急救医学 2024年第5期36卷 491-495页

作者：钟朕欧阳训彦郭起财熊力刘先发赣南医学院第一附属医院急诊科江西赣州341000 赣南医学院第一附属医院骨科江西赣州341000

目的探讨核因子E2相关因子2(Nrf2)蛋白对小鼠脓毒症相关性肝损伤(SALI)铁死亡的作用。方法按随机数字表法将雄性SD小鼠分成6组,每组6只。采用盲肠结扎穿孔术(CLP)构建小鼠SALI模型,假手术(Sham)组仅开腹处理。CLP+Fer-1组、CLP+Erastin... 详细信息

目的探讨核因子E2相关因子2(Nrf2)蛋白对小鼠脓毒症相关性肝损伤(SALI)铁死亡的作用。方法按随机数字表法将雄性SD小鼠分成6组,每组6只。采用盲肠结扎穿孔术(CLP)构建小鼠SALI模型,假手术(Sham)组仅开腹处理。CLP+Fer-1组、CLP+Erastin组、CLP+ML385组、CLP+Curcumin组分别于术后经腹腔注射铁死亡抑制剂Ferrostatin-1(Fer-1)10 mg·kg^(-1)·d^(-1)、铁死亡激活剂Erastin 20 mg·kg^(-1)·d^(-1)、Nrf2抑制剂ML38530 mg·kg^(-1)·d^(-1)、Nrf2激活剂Curcumin 100 mg·kg^(-1)·d^(-1)进行干预;Sham组、CLP组予生理盐水10 mg·kg^(-1)·d^(-1),均连续给药10 d。术后10 d收集小鼠血清和肝组织,检测血清丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST),以及肝组织匀浆液中丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)和Fe2+水平;苏木素-伊红(HE)染色后光镜下观察肝组织病理学改变;透射电镜下观察肝细胞线粒体形状和长度;蛋白质免疫印迹试验(Western blotting)检测肝组织Nrf2、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、前列腺素-内过氧化物合酶2(PTGS2)的蛋白表达。结果与Sham组比较,CLP组小鼠血清ALT、AST水平明显升高;镜下可见肝索排列紊乱,细胞肿胀、坏死,线粒体长度明显变短;肝组织中MDA、Fe2+水平明显上升,GSH含量明显下降,Nrf2、GPX4蛋白表达下降,PTGS2蛋白表达明显升高。与CLP组比较,CLP+Fer-1组和CLP+Curcumin组血清ALT、AST水平明显降低〔ALT(U/L):80.65±19.44、103.45±20.52比283.50±37.12,AST(U/L):103.33±11.90、127.33±15.79比288.67±36.82,均P<0.05〕;镜下可见肝索欠规整,细胞轻微肿胀,线粒体长度明显增加(μm:1.42±0.09、1.43±0.21比1.07±0.25,均P<0.05);肝组织中MDA、Fe2+水平明显下降,GSH含量明显升高〔MDA(mol/g):0.87±0.23、1.85±0.43比4.47±0.95,Fe2+(μg/g):63.80±7.15、67.48±6.28比134.52±14.32,GSH(mol/g):1.95±0.29、1.95±0.45比0.55±0.29,均P<0.05〕;肝组织Nrf2、GPX4蛋白表达明显升高,PTGS2蛋白表达明显下降(Nrf2/GAPDH:1.80±0.28、2.10±0.43比0.70±0.24,GPX4/GAPDH:0.80±0.06、0.93±0.07比0.48±0.02,PTGS2/GAPDH:0.76±0.05、0.84±0.01比1.02±0.09,均P<0.05);而CLP+Erastin组、CLP+ML385组上述指标结果则相反,血清ALT、AST水平明显升高〔ALT(U/L):344.52±40.79、321.70±21.10比283.50±37.12,AST(U/L):333.50±27.90、333.00±16.67比288.67±36.82,均P<0.05〕;镜下可见肝索排列紊乱,细胞明显肿胀、坏死,线粒体长度明显变短(μm:0.78±0.13、0.67±0.07比1.07±0.25,均P<0.05);肝组织中MDA、Fe2+水平明显升高,GSH含量明显下降〔MDA(mol/g):5.92±1.06、5.62±0.56比4.47±0.95,Fe2+(μg/g):151.40±8.03、151.88±8.68比134.52±14.32,GSH(mol/g):0.25±0.08和0.23±0.11比0.55±0.29,均P<0.05〕;肝组织Nrf2、GPX4蛋白表达明显下降,PTGS2蛋白表达明显升高(Nrf2/GAPDH:0.46±0.09、0.46±0.11比0.70±0.24,GPX4/GAPDH:0.34±0.05、0.40±0.01比0.48±0.02,PTGS2/GAPDH:1.24±0.13、1.16±0.11比1.02±0.09,均P<0.05)。结论CLP诱导的SALI可导致小鼠肝细胞铁死亡,肝组织Nrf2蛋白可通过调节铁死亡介导SALI。

关键词：脓毒症相关性肝损伤铁死亡核因子E2相关因子2

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基于水泵负压输送的切膜排杂装置设计与试验

吉林大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 268-280页

作者：胡斌袁成林解彦宇郭孟宇罗昕潘峰李俊伟石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832000 现代农业机械兵团重点实验室新疆石河子832003

针对机收膜杂混料因相互缠绕难以分离回收的技术问题,依据机收膜杂混料主成分悬浮特性、形体尺寸和剪切特性的差异,提出在水泵负压输送作用下,旋流沉降和切膜过滤排杂新方法,创新设计切膜排杂装置,理论分析切膜排杂机构的力学特性,搭建... 详细信息

针对机收膜杂混料因相互缠绕难以分离回收的技术问题,依据机收膜杂混料主成分悬浮特性、形体尺寸和剪切特性的差异,提出在水泵负压输送作用下,旋流沉降和切膜过滤排杂新方法,创新设计切膜排杂装置,理论分析切膜排杂机构的力学特性,搭建机收膜杂混料切膜排杂试验装置,开展三因素三水平二次回归正交试验,建立了多目标响应面回归模型,并进行优化与试验验证。结果表明:碎膜合格率影响的主次因素顺序为:动刀转速、定刀缝隙宽度、动刀壁半径;碎膜含杂率影响的主次因素顺序为:动刀转速、动刀壁半径、定刀缝隙宽度。当动刀转速为954 r/min、定刀缝隙宽度为2.8 mm、动刀壁半径为80 mm时,碎膜合格率为88.80%,碎膜含杂率为7.51%,优化试验结果与模型预测值相对误差小于5%。本文研究可为机收膜杂混料的切碎分离方法及装备研究提供参考。

关键词：农业机械机收膜杂混料切碎分离负压输送过滤排杂

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高比例光伏接入的配电网多层级反向重过载风险评估

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高电压技术 2024年

作者：于雨彤王灿李勇刘嘉彦郭钇秀曹一家湖南大学电气与信息工程学院国网湖南省电力有限公司电力科学研究院

高比例光伏接入配电网，愈加复杂的潮流分布给配电网带来反向重过载风险，影响配电网安全稳定运行。为准确评估高比例光伏接入下配电网各电压等级的反向重过载风险大小、明析反向重过载风险来源，首先建立了高比例光伏接入的配电网“台... 详细信息

高比例光伏接入配电网，愈加复杂的潮流分布给配电网带来反向重过载风险，影响配电网安全稳定运行。为准确评估高比例光伏接入下配电网各电压等级的反向重过载风险大小、明析反向重过载风险来源，首先建立了高比例光伏接入的配电网“台区-馈线-变电站”反向重过载风险评估指标体系；其次，采用基于熵权法和层次分析法的组合赋权法为各指标赋权；最后，对基于湖南某地实际网络拓扑改进的配电网案例进行仿真分析，验证了所提方法的有效性。此外，本文提出的方法能够有效分析不同分布式光伏接入位置下的配电网反向重过载风险情况，对电力系统风险评估及治理有参考意义。

关键词：反向重过载风险评估分布式光伏多电压等级熵权法层次分析法组合赋权法