工程硕士“模拟集成电路设计”课程探索

本文分析了集成电路专业工程硕士与普通硕士的异同.笔者针对工程硕士培养的教育目标和方向,结合近几年来的教学探索与实践,就工程硕士“模拟集成电路设计”课程在教学内容、教学方法和实验手段等方面进行了探讨,以适应培养复合型和实用性人才的需求.     

基于异步FIFO实现不同时钟域间数据传递的设计

数据流在不同时钟域间的传递一直是集成电路芯片设计中的一个重点问题。本文通过采用异步FIFO的方式给出了这个问题的一种解决方法，并采用Verilog硬件描述语言通过前仿真和逻辑综合完成设计。     

四论注入光敏器件的物理基础

叙述了从现象的发现到理论分析，然后用实验进行验证，最后利用这个现象研制成注入光敏器件的全过程，从而证明注入光敏器件有牢靠的物理基础。本文还分析了文献（１￣５，１０）中的几个主要不同论点及欠妥的讨论方法。     

一种便携式光纤功率计的设计方法

介绍了一种便携式光纤功率计设计的硬件结构和软件流程,给出了其标定方法和实测性能指标。该光功率计采用InGaAs材料的光电探测器实现光电信号的转换,满足了光纤功率计对波长范围和测量精度的要求;采用高性能运放TLC2652和18位的A/D转换芯片MAX132以保证测量精度;选用高速单片机AT89C52来控制信号的检测、处理以及数据的显示,在确保运算速度的同时使光纤功率计具有多波段响应、量程自动转换、测量精度高的特点。实测的性能指标表明该光功率计达到了设计要求,在光信息、光通信等领域具有广泛的应用前景。     

基于主从式双处理器的光纤比色测温仪软件设计

介绍一种基于DSP和MCU双处理器的内调制光纤比色测温仪的设计原理。测温仪以AT89C55和TMS320F206为核心,对内调制光电探测器进行线性补偿和温度补偿,并加入比辐射率的修正。本系统能够对环境温度变化大、周围环境恶劣的高温物体进行高精度的温度测量。     

一种具有内部调制特性的新型红外探测器

提出了一种内调制红外探测器组件．它可将恒定入射的红外辐射信号转变为交变的电信号输出,而没有通常红外探测系统的调制盘等机械装置,可以简化探测系统,提高可靠性,有利于后级进行交流放大．初步测试表明,在约５μＷ红外辐射功率下,用ＭＣＴ做探测单元的内调制红外探测器组件可输出峰值电压约６５ｍＶ的交流电信号,其比探测率略高于为５×１０９ｃｍ·Ｗ(-１)ｓ(-１／２)。     

一种10 Gbit/s光接收机前置放大器

基于0.18 μm BiCMOS工艺,设计了一种适用于光纤通信的10 Gbit/s光接收机前置放大器。电路由跨阻放大器、两级可变增益放大器、缓冲器、直流偏移消除电路、峰值探测器和自动增益控制环路组成。跨阻放大器采用并联-并联负反馈结构,在满足增益、带宽要求前提下实现低噪声特性。后级放大器引入了增益可变控制,获得宽输入动态范围,同时采用电容简并技术提升带宽。版图后仿真结果表明,在小信号光电流输入下,放大器的差分跨阻增益为10.7 kΩ,-3 dB带宽为7.4 GHz,平均等效输入噪声电流密度为16.9 pA/Hz。可调增益范围在25.2~80.6 dBΩ内,输入动态范围超过40 dB。在3.3 V电压下,静态功耗为166 mW,版图尺寸为764 μm540 μm。     

一种2.5Gb/s CMOS宽动态范围光接收机模拟前端电路

基于55nm CMOS工艺,设计了一种具有宽动态范围的2.5Gb/s光接收机模拟前端电路。作为光接收机的输入级电路,为了获得低噪声和高灵敏度性能,跨阻放大器(TIA)基于三级反相器级联结构,同时采用双自动增益控制(DAGC)电路来扩大输入信号的动态范围。为了提高增益,引入后置放大器,包括电平转换电路和三级差分放大电路,同时利用电容简并的方法来进一步拓展带宽,最后进行缓冲器输出。测试结果表明,在误码率为10-12的情况下,光接收机的输入灵敏度为-26dBm,过载光功率为3dBm,动态范围达到29dBm。光接收机在3.3V供电电压下,电流功耗为36mA,整体芯片面积为1176μm×985μm。     

物联网技术在地面集成观测站中的应用

针对目前气象业务观测台站运行效率低、数据可靠性差、布站复杂的缺点,设计了一套基于物联网技术的地面集成观测站.采用星状组网技术并结合气象业务标准进行优化.实现了低功耗,每个要素仅采用5W太阳能电池供电可以保证台站不间断运行;实现了灵活组网,每个观测要素采用模块化和智能化的设计思路,布站简单、数据可靠性高.通过建立实验台站,验证了该设计的可靠性和实用性.     

基于FPGA的单精度浮点数乘法器设计

设计了一个基于FPGA的单精度浮点数乘法器。设计中采用改进的带偏移量的冗余Booth3算法和跳跃式Wallace树型结构,并提出对Wallace树产生的2个伪和采用部分相加的方式,提高了乘法器的运算速度;加入对特殊值的处理模块,完善了乘法器的功能。本设计在AlteraDE2开发板上进行了验证。