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sigma delta ADC中低功耗调制与滤波电路的研究与设计

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sigma delta ADC中低功耗调制与滤波电路的研究与设计

作者：李铁柱西安电子科技大学

学位级别：硕士

作为模数转换器中的一种,sigma delta ADC的研究一直是被关注的热点,其主体包括模拟调制器和数字滤波器两部分,模拟信号输入到调制器部分经过噪声整形和过采样,极大程度削减了信号带宽内的噪声,再经过后级级联的数字滤波器的处理,最终... 详细信息

作为模数转换器中的一种,sigma delta ADC的研究一直是被关注的热点,其主体包括模拟调制器和数字滤波器两部分,模拟信号输入到调制器部分经过噪声整形和过采样,极大程度削减了信号带宽内的噪声,再经过后级级联的数字滤波器的处理,最终得到精度很高的数字信号。因为整体结构中包含了数字电路对信号抽取和滤波,相比于奈奎斯特模数转换器,sigma delta调制器对器件的匹配度要求不高,降低了模拟电路的设计难度。由于其高精度,低功耗的特点,被广泛应用在便携设备和音频设备中。本设计基于气压检测设备的研发,展开了对sigma delta ADC的研究和设计。通过调研大量的资料和论文,了解了sigma delta ADC的基本工作原理及过程,并对常用的结构及其优缺点有了清晰的认识。根据工程目标,考虑了功耗及面积,最终确定了三阶单环反馈型的调制器结构,量化器位数为一位来进行调制器的设计,使用matlab工具得到该结构的噪声传递函数,并以此为根据确定了结构中的系数,最终通过搭建simulink模型验证设计的可行性。在调制器的电路设计中为了保证调制器的性能,选择了折叠共源共栅结构进行运算放大器的设计,并加入了共模反馈电路来稳定全差分运放电路中的直流工作点和共模反馈电压。电容开关积分器靠采样电容和积分电容的比值实现调制器结构中的系数,其中第一级积分器输入的信号未经整形,其非理想因素可影响到整个调制器,考虑到开关热噪声的大小,选取了容值合适的采样电容,保证了调制器的性能且避免了容值过大造成额外面积和功耗的消耗,最终完成整个积分器的设计。同时考虑到CMOS开关沟道电荷注入效应和时钟馈通效应,设计了两相不交叠时钟作为开关控制端的信号,有效避免了开关非理想效应的影响。采用了功耗较小的动态比较器完成一位量化器电路的设计。数字抽取滤波器部分采用了级联积分梳状滤波器,补偿滤波器和半带滤波器级联的结构,级联积分梳状滤波器采用了先抽取后滤波的递归结构,完成32倍抽取降采样,由于四阶级联造成的通带衰减,通过后级级联的补偿滤波器补偿矫正,有效的减小了通带纹波,补偿滤波器采用了二阶内插多项式来设计,其结构简单,避免了传统滤波器通过乘法结构,节约了极大的硬件资源,最后使用FDAtool工具完成半带滤波器的设计,经过两个半带滤波器级联,完成最后抽取和滤波的功能。本设计使用华虹宏力0.11μm CMOS工艺,完成电路图的设计和仿真,并绘制了版图进行后仿验证。在整体电源电压2.5V的条件下,系统过采样率为128倍,采样频率为1MHz,输入信号640Hz,对输出的结果做FFT分析,得到整体sigma delta ADC的信噪比为90.7d B,有效位数14.7位,消耗电流1.76m A,满足工程设计目标。

关键词： sigma delta ADC 噪声整形技术数字抽取滤波器降采样

小康矿西三101运顺回撤准备施工插梁及拱棚应用

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铁法科技 2023年第S1期 17-18,29页

作者：李铁柱辽宁铁法能源有限责任公司小康矿

介绍了小康矿西三101工作面回撤前运顺插梁及拱棚的施工工序、方法及技术参数。

关键词：回撤插梁拱棚

浅论高中历史教学中文化自信和家国情怀的培养

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中学历史教学参考 2023年第30期 68-70页

作者：李铁柱安徽省六安第二中学河西校区 237000

习近平在2018年“全国教育大会”中强调,“要在坚定理想信念上下功夫,教育引导学生树立共产主义远大理想和中国特色社会主义共同理想,增强学生的中国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化自信,立志肩负起民族复兴的时代重任。”

关键词：高中历史教学文化自信中国特色社会主义共同理想家国情怀共产主义远大理想民族复兴时代重任制度自信

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试论市政道路桥梁工程施工质量控制

中国科技期刊数据库工业A 2023年第4期 0001-0004页

作者：李铁柱内蒙古自治区呼和浩特市市政建设服务中心内蒙古呼和浩特010020

市政道桥是城市建设中重要的基础设施工程。改进城市桥梁建设的实施和质量管理,将提高城市桥梁建设的效率,进一步促进城市桥梁建设的规划,最大限度地减少技术质量问题,延长工程寿命。因此,在建设项目的实施中,应更加重视建设项目和质... 详细信息

市政道桥是城市建设中重要的基础设施工程。改进城市桥梁建设的实施和质量管理,将提高城市桥梁建设的效率,进一步促进城市桥梁建设的规划,最大限度地减少技术质量问题,延长工程寿命。因此,在建设项目的实施中,应更加重视建设项目和质量管理。及时采取必要的监督措施,以控制施工过程,提高整体施工质量和效率,增加城市桥梁建设者的技术范围。

关键词：市政工程道路桥梁施工质量控制

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“婴儿水”引关注

食品界 2022年第11期 26-28页

作者：李铁柱不详

近日,“婴儿水”的话题引发关注。记者发现,目前,不少商家都在售卖“婴儿水”或者将水标注为“适合婴幼儿饮用”,并宣称这类水低矿淡钠,含多种矿物元素,可以减轻婴儿的肠胃负担等。在价格上,这类水比一般的水普遍贵了两到三倍。上海市... 详细信息

近日,“婴儿水”的话题引发关注。记者发现,目前,不少商家都在售卖“婴儿水”或者将水标注为“适合婴幼儿饮用”,并宣称这类水低矿淡钠,含多种矿物元素,可以减轻婴儿的肠胃负担等。在价格上,这类水比一般的水普遍贵了两到三倍。上海市消费者权益保护委员会通过对比相同品牌标注婴幼儿适用与未标注婴幼儿适用水的成分含量发现,两者的成分含量并没有显著的区别。有专家则表示,并没有“婴儿水”这一说,这是概念炒作。

关键词：矿物元素消费者权益保护婴幼儿婴儿成分含量标注上海市

基于相对方向的非线性无人机群反步编队跟踪控制

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飞行力学 2023年第1期41卷 34-39页

作者：彭战松李铁柱黄河水利职业技术学院河南开封475004 河南大学计算机与信息工程学院河南开封475004

针对具有未知动态模型的非线性无人机群的编队问题,设计了基于神经网络的反步控制策略。首先,通过径向基(RBF)神经网络来逼近无人机的未知非线性动态,增加系统的鲁棒性和抗扰能力;然后,引入方向刚性图理论,结合反步控制策略,设计了仅基... 详细信息

针对具有未知动态模型的非线性无人机群的编队问题,设计了基于神经网络的反步控制策略。首先,通过径向基(RBF)神经网络来逼近无人机的未知非线性动态,增加系统的鲁棒性和抗扰能力;然后,引入方向刚性图理论,结合反步控制策略,设计了仅基于方向信息的无人机群编队分布式控制器,并通过Lyapunov方法证明了控制系统的稳定性;最后,通过Simulink仿真验证了控制器的有效性。

关键词：非线性无人机群相对位置反步控制神经网络

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刘元杰:希望帮更多农民致富

现代青年 2023年第2期 41-43页

作者：李铁柱彭疆不详

25岁的刘元杰被网友调侃看起来像45岁,他笑称“心理年龄更老”。他说自己创业阶段结交的都是“70后”以上的朋友,他不去酒吧,不玩手游,没有25岁的生活方式。

关键词：创业阶段心理年龄农民致富元杰

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拯救一场风

民族文学 2018年第9期 148-149页

作者：李铁柱

远方不必来看我我一天比一天老牙齿开始松动，皱纹变深、头发泛白……

关键词：诗歌文学作品现代文学诗集

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大型综合客运枢纽送站坪的车辆延误

中国公路学报 2018年第9期31卷 139-149页

作者：杨方宜李铁柱东南大学交通学院江苏南京211189

为了准确评估大型综合客运枢纽送站坪的服务水平,改善其交通秩序,提高管理水平,针对送站坪车辆的常规落客行为和违规行为造成的延误,进行了量化分析研究。在大量调研数据的基础上,提取车辆轨迹,通过虚拟线圈的方法获取车辆的运动参数和... 详细信息

为了准确评估大型综合客运枢纽送站坪的服务水平,改善其交通秩序,提高管理水平,针对送站坪车辆的常规落客行为和违规行为造成的延误,进行了量化分析研究。在大量调研数据的基础上,提取车辆轨迹,通过虚拟线圈的方法获取车辆的运动参数和交通流信息,基于车辆运行特征和车流波动理论,提出了落客车辆汇入行车道时等待可穿插间隙的延误模型、行车道车辆受穿插车辆影响的延误模型以及违规行为造成的行车道车辆延误模型等,验证结果表明,延误模型计算结果与实测结果近似。针对客运枢纽常见的两车道送站坪的交通特性,将车辆在落客车道的行驶距离、落客时长、速度、加减速度等参数作为自变量,基于高峰期间车辆到达分布推导出了送站坪车辆的平均延误,在此基础上给出了送站坪车辆行程时间的理论推导模型和多元线性回归模型。实例验证结果显示:2个行程时间模型计算结果与实测数据基本吻合,平均误差均为13%,回归模型的拟合优度为0.868;减少模型变量,以车辆在落客车道的行驶距离和落客时长为自变量,拟合优度也达到了0.853,表明这2个变量对车辆在送站坪系统的总延误影响最大,它们的值可以基本反映出车辆在送站坪系统的总延误,研究结果可为仿真模型的构建及通行能力的研究提供理论基础。

关键词：交通工程车辆延误统计分析送站坪行程时间大型综合客运枢纽交通特性