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作者：雷哲毅华中科技大学

学位级别：硕士

随着便携式电子产品在人们日常生活中的广泛应用,推动了DC-DC变换器技术的不断进步,使得DC-DC变换器必须具备高效率、高可靠性和高功率密度等特点,这对开关电源控制芯片设计提出了新的挑战。本文首先在深入研究了Boost变换器的相关技... 详细信息

随着便携式电子产品在人们日常生活中的广泛应用,推动了DC-DC变换器技术的不断进步,使得DC-DC变换器必须具备高效率、高可靠性和高功率密度等特点,这对开关电源控制芯片设计提出了新的挑战。本文首先在深入研究了Boost变换器的相关技术的基础上,提出了使用非理想基本变换器在连续工作模式下的电路平均建模法,推导出功率级的大信号平均电路模型,静态电路模型,小信号等效电路模型以及峰值电流控制环路的小信号模型。通过稳态分析从这些模型可得到Boost变换器峰值电流控制环路小信号传递函数,从而提出了通过斜坡补偿拓扑结构的改进和猝发模式的引入来达到低功耗的目的。作为DC-DC变换器而言,低功耗始终是最重要的设计指标之一。本文根据设计芯片的要求,采用了峰值电流模式PWM/PSM调制方式和非同步整流技术,可根据负载的变化来变换工作模式,即加入猝发模式来实现轻负载的低功耗,从而在负载大范围变化时保持较高的转换效率。并且通过对原有斜坡补偿拓扑结构的改进,使得斜坡补偿电流采用分段线性补偿的方式,从而可以保证在不同负载下有合适的补偿强度,有助于功耗的进一步降低。本次设计基于0.6μm BCD工艺实现,用Hspice对芯片进行了全局仿真:最高的转换效率可达到94%,表明设计的芯片达到了预期的要求。

关键词： Boost变换器峰值电流模式控制斜坡补偿猝发模式低功耗

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带外同步功能的高效降压型DC-DC芯片的研究

带外同步功能的高效降压型DC-DC芯片的研究

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作者：王潇华中科技大学

学位级别：硕士

高效便携式电子产品在电子领域所占份额急剧增长,对电源芯片的应用也越来越广泛。如何提高电源芯片的转换效率已成为电源芯片技术中一个重要的研究课题。此外,由于电源芯片和其所应用的系统之间一般存在差频干扰,如何减少差频干扰也将... 详细信息

高效便携式电子产品在电子领域所占份额急剧增长,对电源芯片的应用也越来越广泛。如何提高电源芯片的转换效率已成为电源芯片技术中一个重要的研究课题。此外,由于电源芯片和其所应用的系统之间一般存在差频干扰,如何减少差频干扰也将成为设计电源芯片的一项技术。本文首先深入研究了降压性开关变化器的工作和控制原理,并对PWM模式在轻负载下的低效率表现进行了深入分析,结论是轻负载时功耗主要来源于功率MOS管的频繁开启。接着,依据芯片的应用要求提出设计规格定义,并搭建芯片功能框图,给出了典型应用电路图。再接着,对芯片部分主要子电路进行设计,并介绍了本芯片特有的两种工作模式-猝发模式和外同步模式。最后,依据芯片的典型应用电路图,给出了一系列性能仿真结果,从而证明芯片的设计获得了成功。本文介绍的猝发模式,能够很好的解决轻负载时效率过低的问题。其特点在于当芯片工作在轻负载电流时,芯片会在若干个时钟周期内连续工作,而在接下来的时间内则关断开关管和整流管,并且芯片内的大部分电路也不再工作。关断芯片与否由输出电压决定。本文介绍的频率外同步模式,其特点在于芯片的振荡器由一个窗口比较器和一个外部脉冲产生电路组成,两者共同作用可以提高芯片的工作频率,并与外部信号保持同步。本次设计基于0.6μm BCD工艺实现,系统仿真结果表明该降压变换器控制芯片具备以下优点:快速的瞬态响应能力、优良的软启动性能、良好的负载调整能力(<2%)以及优异的变换效率(典型应用下可达92%)。

关键词：开关电源直流降压变换器猝发模式外同步模式

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对无线抄表终端机的科学研究

对无线抄表终端机的科学研究

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作者：罗小妮山东大学

学位级别：硕士

nRF24E1是一个具有兼容8051 MCU并带有9路10 bit A/D变换器的低成本系统级RF SoC芯片。本文从SoC芯片nRF24E1内部结构、引脚功能、A/D转换器、无线收发器、无线端口等硬件结构,从SoC芯片nRF24E1的数据包格式、猝发模式等通信协议以及猝... 详细信息

nRF24E1是一个具有兼容8051 MCU并带有9路10 bit A/D变换器的低成本系统级RF SoC芯片。本文从SoC芯片nRF24E1内部结构、引脚功能、A/D转换器、无线收发器、无线端口等硬件结构,从SoC芯片nRF24E1的数据包格式、猝发模式等通信协议以及猝发配置、普通RF配置等配置方式,对无线抄表终端机进行详细介绍,并且实现其硬件电路的方案设计和实用程序的设计。主要论述nRF24E1芯片及其新技术在无线抄表系统终端机的实际应用。本文研究的终端机是以SoC芯片nRF24E1特有的ShockBurstTM技术、射频技术、程序引导技术、配置方式等新技术在无线抄表上的应用研究。终端机将置于无线抄表表具的内部,执行计数、处理、储存数据,接受指令,传输地址与数据。利用Keil C51对终端机进行软件编程并编译出代码,写入片外程序存储器。终端机的地址可以在编程时写入,不易修改,不利于大批量生产、随机使用,鉴于此,专门研制一种简易写码器。通过一精密的100微安电流源在一电阻网络上产生的电压,利用nRF24E1的ADC把输入的代表数字0～9和A～F的模拟电压值转换为表具终端机的二进制地址码作为用户表具的身份。这样终端机的本机地址编码的确定就有两种方式。第一种是在软件编程时直接在程序里赋予地址码;第二种是在生产出终端机成品后,利用专用的简易编码器随时随地进行编写地址码,尤其适用于现场按照既定的地址分配规划配置地址码。由于存储器空间不够大,可以劈作数据存储区的空间有限,因此将数据存储区定位于nRF24E1内部RAM区,这样也充分利用了nRF24E1的内部资源,其地址分配由编译系统指定。还以能够实现分组集中抄表为目的,进行实验,分析验证分组数量、通信距离等对无线抄表过程中数据传输的可靠性的影响。对大于、小于20个表具终端机分组的情况也做了试验。大于20的(25个一组)70米距离时数据传输无错误,传输时间无明显延迟;120米距离时数据传输偶尔错误,传输时间无明显延迟;30以上的限于设备条件未做。小于20的(10个一组)70米距离时数据传输无错误,传输时间瞬间完成,无明显提前;120米距离时数据传输无错误,传输时间瞬间完成,无明显提前。对于开阔场地的无线监测、检测,150米距离未见数据传输错误。考虑到现场实际和空中电磁干扰,确定50米为无线抄表的可靠通信距离。实例证明分组集中无线抄表是可行的。经实验室模拟试验、分组验证和模拟现场距离试验,通过与上位机通信建立数据库的实验,实现了50米左右,20个表具为一组的中近程无线监测、检测和无线抄表功能。通过研究和实践证明:充分利用SoC芯片nRF24E1特有的新技术,可以实现分组集中无线抄表,以及中近程无线监测、检测。该研究和实践揭示无线抄表能够执行一组20个以上的分组集中无线抄表。它将使无线抄表领域更加功能化,更加实用化。

关键词：片上系统SoC 无线收发器无线端口猝发模式配置通信协议信号传输

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时差定位系统对雷达猝发的定位性能分析

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电子信息对抗技术 2024年第4期39卷 80-86页

作者：曾小东中国电子科技集团公司第十研究所成都610036

针对雷达暴露时间长,容易被无源定位系统截获和定位的问题,研究了雷达猝发对降低到达时间差(Time Difference of Arrival, TDOA)无源定位系统定位精度的影响。首先,介绍了雷达猝发和TDOA无源定位系统定位原理。然后,建立了雷达猝发对TDO... 详细信息

针对雷达暴露时间长,容易被无源定位系统截获和定位的问题,研究了雷达猝发对降低到达时间差(Time Difference of Arrival, TDOA)无源定位系统定位精度的影响。首先,介绍了雷达猝发和TDOA无源定位系统定位原理。然后,建立了雷达猝发对TDOA无源定位系统的影响模型,推导了雷达猝发下的克拉美-罗下界(Cramer-Rao Lower Bound, CRLB)。仿真实验表明,雷达的猝发模式可以有效降低TDOA无源定位系统的定位精度,延长定位时间。当雷达辐射时间为0.5 s,雷达辐射间隔为1 s时,与连续辐射方式相比,定位精度降低了0.26%·R(R为探测距离),定位时间延长了2.5 s。

关键词：雷达猝发模式无源定位系统定位精度

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基于FPGA和单片机的多通道同步触发信号发生器

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信息与电子工程 2012年第1期10卷 110-113页

作者：冯元伟冯宗明中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

介绍一种用于固态调制器的多路同步触发脉冲信号发生器。在单片机AT89S52和现场可编程门阵列(FPGA)的控制下,触发信号按多脉冲猝发模式高重复频率输出,并且每个子脉冲的脉宽、频率等参数均可单独实时调制。触发信号系统和高压功率系统... 详细信息

介绍一种用于固态调制器的多路同步触发脉冲信号发生器。在单片机AT89S52和现场可编程门阵列(FPGA)的控制下,触发信号按多脉冲猝发模式高重复频率输出,并且每个子脉冲的脉宽、频率等参数均可单独实时调制。触发信号系统和高压功率系统之间采用光电同步隔离,降低了高压部分对低压部分的干扰。发生器具有操作方便,信号稳定,多路同步输出等特点。得到最多240路同步信号、最多4脉冲猝发的触发脉冲。

关键词：单片机现场可编程门阵列脉冲信号发生器多通道猝发模式

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