基于电感峰值技术的环形压控振荡器设计

为解耦RC常数的限制,将电感峰值技术应用于环形振荡器中。对传统的环形振荡器结构进行改进,设计了两款GHz级别的CMOS环形压控振荡器（VCO）。采用0.13μmCMOS制造工艺,在0.13V电源电压下进行Spice仿真。仿真测试结果表明,两个应用了电感峰值技术的VCO均有很高的振荡频率,分别达到3～7.5GHz和7.5～8.6GHz,还具有良好的线性度及抑制电源纹波的能力,电源电压波动敏感度分别为0.015%/1%@2.65GHz和0.024%/1%@8.43GHz。     

基于可配置异步反馈环形振荡器的真随机数发生器

作为现代加密系统不可或缺的一部分,真随机数发生器(TRNG)在信息安全中具有非常重要的作用。 本文提出了一种 可配置、轻量级、高吞吐量的真随机数发生器。 该结构利用与非门和异或门构成了可配置的异步反馈环形振荡器,通过在短时 间内增加相位噪声,来扩大时间抖动范围,从而改善了熵源的随机性。 该结构在 Xilinx Kintex-7 进行了多次测试验证,实验结果 表明,在不同温度(0℃ ~ 80℃ )和不同输出电压(0. 8~ 1. 2 V)的环境变化下,所提出的 TRNG 具有较强的鲁棒性,在硬件资源上 仅消耗了 43 个 LUTs 和 6 个 DFFs,并且获得高达 300 Mb / s 的吞吐量。 同时,生成的随机比特流能够以较高的 P 值通过 NIST SP800-22 和 NIST SP800-90B 测试。     

基于微波可控振荡器的高速UWB信号设计和实现

基于微波晶体管负阻特性原理,设计出一种应用于高速超宽带(ultra wideband,UWB)脉冲调制的微波可控振荡器。该振荡器采用电容级联模式的谐振回路和Q值可调的T型匹配电路,具有极快的调谐速度、较高的频率稳定度和较低的相位噪声,并且利用微波晶体管的高速开关特性实现了高速UWB信号设计。实际测试表明该振荡器中心频率为3.500 GHz,峰值输出功率1.57 dBm,调谐时间τ小于1ns,相位噪声为-108.31@300 kHz,对于高速UWB脉冲信号频谱的带宽可达600 MHz。     

基于环形存储结构的非分段式FFT算法

常用的分段式FFT算法响应时间长,硬件资源要求高,而且在模式识别系统设计中分段式FFT算法容易丢失特征值,影响识别精度。针对连续语音识别（鼾声识别）系统设计中特征值的提取提出了一种基于环形存储结构的非分段式流水FFT算法,并在理论上证明了该算法的正确性,通过对实际语音识别系统的测试表明非分段式流水FFT算法不仅耗费的硬件资源比分段式FFT算法低,识别精度高,并且能够连续实时地工作,保证整个系统的实时性!     

基于FPGA的全相位FFT高精度相位测量

传统的FFT测相方法,若不采取一些繁复的补偿和修正措施,只有在满足信号频率为频率分辨率整数倍的条件下才有意义,而这个制约条件在实际工程应用中往往难以满足.基于全相位FFT(apFFT)的思想,结合实际工程应用要求,设计并在FPGA平台上实现了1种高精度相位检测系统.在MATLAB环境下的功能模拟和性能仿真,以及在FFG...     

基于SOPC全相位FFT相位差测量系统研究与实现

设计了一种基于SOPC技术高精度全相位FFT相位差测量系统。该系统利用全相位FFT的思想,以SOPC系统作为相位差测量系统的信号处理和控制的核心,其设计方法是基于一种系统级电路,通过Quartus II和SOPC Build-er实现对此系统的定制。本系统测量精度高,实际测量的精度达到了3.9×10-3以上。通过定量分析量化噪声对相位差测量性能的影响,推导出了全相位FFT相位差测量方法的理论公式。测试结果表明此系统抗干扰性强。     

基于ADS的一种射频振荡器的设计

本文介绍了利用ADS仿真软件设计一个振荡频率为2.4GHz的压控振荡器的方法及步骤。具体包含晶体管和变容二极管的选取,振荡器偏置电路及晶体管振荡器的设计,并且针对振荡器的相关指标进行仿真。通过ADS的优化,确定电路参数,实现了工作频率为2.4GHz的振荡器。     

基于随机微分方程的振荡器相位噪声研究

提出直接从理想振荡器的输出形式出发,得到了理想振荡器所满足的自治微分方程,并通过引入随机项来描述振荡器的内部白噪声,由此建立了用以描述含白噪声振荡器系统的非线性随机微分方程模型。采用随机平均与确定性平均的方法研究了该随机微分方程,得到了描述振荡器系统相位噪声的降阶随机微分方程,从而获得了白噪声情形下,振荡器相位噪声的分析方法。并以VanderPol振荡器为例,用该方法得出了相位噪声曲线,与振荡器系统数值求解所得相位噪声的数值结果符合较好,表明该方法是有效的,为振荡器相位噪声的研究提供了一种新思路。     

基于FPGA的全相位FFT高精度频率测量

基于常规FFT时移相位差测频方法由于频谱泄漏的影响使得测频精度不高,且抗噪性能不好.采用具有初相不变特性的APFFT(全相位快速傅里叶变换)算法,结合实际工程应用要求,设计、仿真并在FPGA平台上实现了一种高精度的时移相位差频率测量方案.在MATLAB环境下的功能模拟和性能仿真,以及最终在FPGA平台实际检测的结果表明,该方案能有效克服频率泄漏对相位差测量的影响,测频精度高,抗噪性能强,并且具有测频绝对精度在大倍频程的测量频段内基本保持不变的优点(实例,绝对精度优于1 Hz@1 kHz～3600 kHz),具有很高的工程应用价值.     

基于Visual C++的1780定时器采集卡内部晶振定时的实现

PCI-1780定时器卡是一款多通道计数器/定时器卡。针对光栅尺数据采集中定时功能的需要,提出采用采集卡内部晶振定时。由于硬件计时常常需要外接信号源作为频率触发,依赖于外部硬件,不易实现。提出一种采用定时器卡内部晶振进行频率输出的方法实现定时功能,优点是不需要外接信号源,即不需要外接接线板,实现简捷。定时模块基于Visual C++实现,实验结果满足预期定时功能。经实验验证,定时模块运行良好,达到定时精度要求。     

全相位-混合基FFT在相量测量装置中的实现

传统的傅里叶变换在测量非整周期的数据时会出现频谱泄露的现象,而快速傅里叶变换(FFT)只能对长度为2的整次幂(基-2)的数据进行处理,无法对非基-2的其他数据计算。为了解决以上问题,提出了一种全相位-混合基FFT算法。并详细介绍了全相位FFT、混合基FFT的原理以及全相位-混合基FFT在DSP中的实现过程。通过测试表明全相位-混合基FFT在电压、频率的测量精度较传统FFT有一定优势。将该算法应用到以DSP为核心的相量测量装置当中,对电网的状态进行实时监测,实测结果证明该算法准确可靠,在电力系统运行当中有一定实用价值。     

Process variation compensation technique for voltage‐controlled ring oscillator

A voltage‐controlled ring oscillator with process variation compensation circuits is designed using 0.25 µm CMOS technology. The simulation results show that the proposed ring oscillator increases the guaranteed frequency tuning range by 12% compared to a conventional ring oscillator. Copyright © 2007 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于GPS授时的电网频率测量技术的研究

提出了一种基于GPS授时的电网频率测量的新方法,系统以GPS接收机提供的1PPS信号为基准源,结合GPS时钟信号和恒温晶振时钟信号精度互补这一特性,通过调控恒温晶振的压控端,使其输出频率随之改变,以维持短期和长期的时钟精度和稳定性。然后将此时钟提供给DSP的定时器,通过DSP的e CAP模块对输入信号的上升沿进行捕获,记录两个上升沿的触发时间得到电网的实时频率。     

基于TEO的Duffing振子混沌相变瞬时频率判别研究

针对弱信号检测领域中传统混沌相变数值判别算法复杂度高,计算量大的问题,对杜芬振子（Duffingoscillator）：同状态下的输出特性进行了研究,提出了一种基于Teager能量算子TEO的混沌相变判别方法,并对某微弱电力载波信号的检测进行了仿真实验。实验结果表明：该方法计算量小,易于量化实现,实时性较强并且能够满足强噪声背景下混沌相变的快速判别需求。     

Survey of integrated‐circuit‐oscillator phase‐noise analysis

This tutorial distills the salient phase‐noise analysis concepts and key equations developed over the last 75 years relevant to integrated circuit oscillators. Oscillator phase and amplitude fluctuations have been studied since at least 1938 when Berstein solved the Fokker–Planck equations for the phase/amplitude distributions of a resonant oscillator. The principal contribution of this work is the organized, unified presentation of eclectic phase‐noise analysis techniques, facilitating their application to integrated circuit oscillator design. Furthermore, we demonstrate that all these methods boil down to obtaining three things: (1) noise modulation function; (2) noise transfer function; and (3) current‐controlled oscillator gain. For each method, this paper provides a short background explanation of the technique, a step‐by‐step procedure of how to apply the method to hand calculation/computer simulation, and a worked example to demonstrate how to analyze a practical oscillator circuit with that method. This survey article chiefly deals with phase‐noise analysis methods, so to restrict its scope, we limit our discussion to the following: (1) analyzing integrated circuit metal–oxide–semiconductor/bipolar junction transistor‐based LC, delay, and ring oscillator topologies; (2) considering a few oscillator harmonics in our analysis; (3) analyzing thermal/flicker intrinsic device‐noise sources rather than environmental/parametric noise/wander; (4) providing mainly qualitative amplitude‐noise discussions; and (5) omitting measurement methods/phase‐noise reduction techniques. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.