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A High-Resolution Calibration method for Timeto-Digital Converter of Lidar

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Chinese Journal of Electronics 2024年

作者： ruqing liu Feng LI Jingguo ZHU Yan JIANG Chenghao JIANG Tao HU Institute of Microelectronics of the Chinese Academy of Sciences

High-resolution time-to-digital converter(TDC) finds major applications in light detection and rang ing(Lidar) systems as one of the high precision time measuring techniques. In this work, a high-resolution TDC i designed and implemented on a Xilinx FPGA board. For precision time measurements, the proposed TDC uses an in ternal tapped delay chain written in Verilog. The TDC circuit measurement errors are examined and calibrated fol lowing several principles of error reduction techniques to meet the specific demand for the high-precision Lidar range Experiments have shown that the suggested calibration TDC has higher performance, achieving sub 35 ps resolution The design is fully customizable and implemented as a set of separate IP cores. This allows for easy implementation and meets the requirements of the present-day pulse Lidar systems.

关键词：

基于GaNFET的窄脉冲激光驱动设计及集成

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电子与封装 2024年第5期24卷 79-84页

作者：胡涛孟柘李锋蒋衍胡志宏刘汝卿袁野朱精果中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院大学北京101408

激光雷达的整机性能与激光脉冲的驱动性能密切相关,现有的窄脉冲激光驱动设计主要基于Si基器件,具有较高的集成度,但很难获得更高峰值的功率输出,不能很好地匹配脉宽进一步缩窄的要求。从驱动理论出发,建立驱动电路模型,对寄生电感、器... 详细信息

激光雷达的整机性能与激光脉冲的驱动性能密切相关,现有的窄脉冲激光驱动设计主要基于Si基器件,具有较高的集成度,但很难获得更高峰值的功率输出,不能很好地匹配脉宽进一步缩窄的要求。从驱动理论出发,建立驱动电路模型,对寄生电感、器件封装、驱动布局等影响激光窄脉宽的因素进行分析,通过裸芯片封装、环路布局优化以及多层叉指结构等的设计,匹配GaNFET优良的开关特性,实现了上升时间为2.01ns、脉宽为4.05ns、重复频率为500kHz、峰值功率为55W的窄脉冲激光输出,波形质量较好,封装集成度提升50%以上,可为下一代高精度、远距离、阵列集成激光雷达系统的开发奠定基础。

关键词：窄脉冲驱动 GaNFET 激光雷达裸芯片封装分离式放电环路多层叉指结构

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流动人口对基本医疗服务的体验研究

中国全科医学 2022年第28期25卷 3508-3514页

作者：吴兢兰刘汝青胡汝为中山大学公共卫生学院卫生管理学系广东省广州市510080 中山大学公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系广东省广州市510080

背景随着我国工业化和城镇化进程的不断推进,我国流动人口数量高居不下,该弱势群体的健康状况和就诊体验成为社会关注的热点问题,促进其享有公平、可及的基本医疗服务是我国医疗体制改革的重要内容。目的了解广州市流动人口对基本医疗... 详细信息

背景随着我国工业化和城镇化进程的不断推进,我国流动人口数量高居不下,该弱势群体的健康状况和就诊体验成为社会关注的热点问题,促进其享有公平、可及的基本医疗服务是我国医疗体制改革的重要内容。目的了解广州市流动人口对基本医疗服务的体验情况,分析其与户籍人口对基本医疗服务的体验差异,旨在为提高流动人口的基本医疗服务利用质量、促进健康公平提供依据。方法于2019年9—11月,采用多阶段随机抽样方法,抽取由广州市6家社区卫生服务中心6个全科医生团队接诊的患者为研究对象,采用一般情况调查表、中文版初级卫生保健评估量表成人简化版(PCAT-AE)对其进行调查,了解其对基本医疗服务的体验情况。比较户籍人口和流动人口的中文版PCAT-AE总得分及各维度得分,采用广义线性模型分析流动人口与户籍人口对基本医疗服务的体验差异。结果共回收有效问卷1568份。1568例患者中,186例(11.86%)为流动人口。1568例患者中文版PCAT-AE总得分为3.19(1.22)分,户籍人口中文版PCAT-AE总得分为3.24(1.23)分,流动人口中文版PCAT-AE总得分为2.93(0.75)分。户籍人口中文版PCAT-AE总得分及各维度得分高于流动人口,差异均有统计学意义(P<0.001)。广义线性模型结果显示:流动人口对基本医疗服务的整体体验水平比户籍人口低〔b(95%CI)=-0.128(-0.218,-0.037),P=0.006〕,体现在首诊利用〔b(95%CI)=-0.245(-0.341,-0.148),P<0.001〕、连续性照护〔b(95%CI)=-0.175(-0.292,-0.059),P=0.003〕、以家庭为中心〔b(95%CI)=-0.112(-0.225,0.001),P=0.050〕、以社区为导向〔b(95%CI)=-0.176(-0.286,-0.066),P=0.002〕及文化胜任力〔b(95%CI)=-0.270(-0.383,-0.156),P<0.001〕5个方面。结论流动人口对基本医疗服务体验比户籍人口差。基层医疗卫生机构需要针对流动人口特征为其提供全周期、全方位、可及、连续的基本医疗服务,促进社区卫生服务的高质量发展。

关键词：基本医疗服务流动人口户籍人口健康公平初级卫生保健体验

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脉冲激光多回波峰值检测电路设计

红外与激光工程 2023年第5期52卷 215-222页

作者：蒋衍朱精果刘汝卿李锋姜成昊孟柘王宇中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院大学北京100049

在脉冲激光探测中,常采用峰值检测电路获取强度信息。当激光通过部分反射或部分遮挡的空间多层物体时,会产生多个回波。传统峰值检测电路无法准确探测多回波峰值。因此,基于脉冲多回波峰值检测原理,设计了一种具有高集成度的新型脉冲多... 详细信息

在脉冲激光探测中,常采用峰值检测电路获取强度信息。当激光通过部分反射或部分遮挡的空间多层物体时,会产生多个回波。传统峰值检测电路无法准确探测多回波峰值。因此,基于脉冲多回波峰值检测原理,设计了一种具有高集成度的新型脉冲多回波峰值检测电路芯片。该芯片以两级峰值采样保持电路结构为基础,通过采用交织采样和多路复用技术优化了电路结构,实现了对多回波信号的峰值检测。芯片采用CMOS 0.18μm工艺设计,面积约为2.6 mm×0.48 mm,测试结果表明,所设计的芯片能够有效检测幅值范围50~500 mV、脉宽5 ns的多回波信号,峰值输出电压的最大误差为4.8%,通道间的输出电压最大相对偏差为5.7%,具有更精细的多回波探测能力,可集成应用于脉冲激光探测系统。

关键词：激光探测峰值保持电路多回波峰值检测

糖尿病患者社区卫生服务体验与血糖控制效果的关系研究

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中国全科医学 2023年第34期26卷 4290-4295页

作者：杨慧胡汝为刘汝青卢俊峰吴兢兰中山大学公共卫生学院广东省广州市510080 复旦大学公共卫生学院上海市200032

背景社区卫生服务是延缓糖尿病进展和管理糖尿病并发症的有效途径。已有研究表明,糖尿病患者在社区卫生服务中心获得的就诊主观体验有助于改善患者的健康结局,但较少有研究分析糖尿病患者在社区卫生服务中心获得的具体服务过程及项目... 详细信息

背景社区卫生服务是延缓糖尿病进展和管理糖尿病并发症的有效途径。已有研究表明,糖尿病患者在社区卫生服务中心获得的就诊主观体验有助于改善患者的健康结局,但较少有研究分析糖尿病患者在社区卫生服务中心获得的具体服务过程及项目客观体验与血糖控制效果的关系。目的探讨糖尿病患者的社区卫生服务体验与血糖控制效果的关系。方法采用横断面调查研究设计和多阶段整群随机抽样方法,在广州市中心城区抽取6家社区卫生服务中心的各1个家庭医生团队,招募于2019年9—11月到相应家庭医生团队处就诊的336例糖尿病患者为研究对象。通过问卷调查,获得患者的基本情况、空腹血糖(FPG)水平、基本医疗质量评估量表(PCAT)得分等信息。根据FPG水平评估患者的血糖控制效果,根据PCAT得分评估患者的社区卫生服务体验。采用Logistic回归模型评估糖尿病患者社区卫生服务体验对血糖控制效果的影响。结果纳入糖尿病患者的血糖控制率为73.2%(246/336)。血糖控制良好者的PCAT总分及各维度得分均高于血糖控制不良患者(P<0.05)。多因素Logistic回归分析结果显示,糖尿病患者PCAT总分对血糖控制效果有影响[OR(95%CI)=0.12(0.06,0.23)],PCAT各维度得分对血糖控制效果亦有影响(P<0.05)。亚组分析结果显示,对于不同性别、医疗保险类型、高血压病史的糖尿病患者,PCAT总分对血糖控制效果均有影响(P<0.05)。结论良好的社区卫生服务体验是糖尿病患者血糖控制效果的保护因素,提升社区卫生服务体验对糖尿病患者的血糖控制具有重要意义。

关键词：糖尿病血糖控制社区卫生服务就医体验

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基于FPGA的运动目标实时检测系统设计

计算机测量与控制 2022年第4期30卷 56-59页

作者：刘汝卿李锋蒋衍朱精果中国科学院微电子研究所北京100094

目标识别是智能安防监控视频处理系统中重要内容,为了满足安防系统小型化实时性等应用需求,设计了一种基于FPGA平台的运动目标识别系统;该系统采用CMOS摄像头作为视频采集器,SDRAM作为视频流缓存及存储介质,利用FPGA可并行处理特点,采... 详细信息

目标识别是智能安防监控视频处理系统中重要内容,为了满足安防系统小型化实时性等应用需求,设计了一种基于FPGA平台的运动目标识别系统;该系统采用CMOS摄像头作为视频采集器,SDRAM作为视频流缓存及存储介质,利用FPGA可并行处理特点,采用流水线技术进行分模块化设计,对视频流进行灰度化和帧差法算法处理,并将结果传输至显示器终端,从而实现图像采集和目标识别实时跟踪和显示;测试结果表明,该系统在一定测距范围内可有效稳定地跟踪运动目标物体,可实时显示、小型化且功耗低,可进一步应用于安防领域中。

关键词： FPGA 实时目标检测帧差法

应用于激光雷达信号处理系统的放大电路接口设计

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电子与信息学报 2020年第7期42卷 1636-1642页

作者：刘汝卿蒋衍姜成昊李锋朱精果中国科学院微电子研究所北京100094

应用于激光雷达(LiDAR)测量系统的单芯片全集成信号处理电路系统的设计与实现,对于有效提高激光雷达整机测量精度、数据率,缩短测量时间,减小测量设备体积和功耗具有重要的意义。考虑到目前对于信号处理电路系统的研究中较少考虑芯片在... 详细信息

应用于激光雷达(LiDAR)测量系统的单芯片全集成信号处理电路系统的设计与实现,对于有效提高激光雷达整机测量精度、数据率,缩短测量时间,减小测量设备体积和功耗具有重要的意义。考虑到目前对于信号处理电路系统的研究中较少考虑芯片在实际使用环境中的接口问题,基于光电探测器、裸芯片、封装、传输线及测试板等诸多接口影响因素,运用协同仿真分析的方法,在电路系统的实际工作频段内,建立了一种精确的、能反映激光雷达信号处理电路系统放大电路芯片真实应用环境的接口一体化仿真模型,并通过S参数仿真对其进行验证。同时基于CMOS工艺,将设计得到的放大电路系统进行流片,在芯片输入端承载不同光电探测器寄生负载的情况下,对芯片性能进行测试,仿真结果与测试结果吻合较好,验证了该接口模型建立的可行性。

关键词：激光雷达放大电路系统接口建模协同仿真