低功耗3-5GHz超宽带低噪声放大器设计

采用0.18um CMOS工艺设计了一种应用于UWB的低噪声放大器。该电路工作频率为3-5GHz,采用共栅结构实现输入宽带匹配,通过改进级联结构引入反馈改进线性度,同时采用了衬底正向偏置技术降低功耗。设计使用ADS软件进行仿真,结果表明,最大输出增益为23d B,3-5GHz范围内S11小于-10 d B,S12小于-55d B,NF为2.2-3.3 d B,IIP3为-2.2d Bm。使用0.6V电源供电,直流功耗为3m W。     

奇异线性连续随机系统动态噪声统计特性未知时的最小阶滤波器

本文讨论了奇异线性定常连续随机系统最小阶滤波器的设计问题。在系统部分观测能量精确测量以及其有限导数存在的情况下,利用广义逆阵方法选择L矩阵,以消除动态噪声对降阶系统的影响,从而推导出动态噪声统计特性未知时的降阶线性最优滤波器,其阶数为n-m+r。当观测方程奇异假设条件成立及引理有解时,本文证明了最小阶滤波器必定存在。文中举例说明了这一降阶滤波方法的可行性。     

飞机电网有源电力滤波技术

提出了一种适用于飞机电网的三相四线并联有源电力滤波器来实现电网谐波、无功和不平衡电流的集中补偿。针对飞机电网为独立小容量电源系统,电源内阻抗比较大的特点,选择用改进的交叉矢量算法进行补偿电流基准的检测计算。采用滞环电流控制实现较高频率电源系统的电流瞬时补偿并对直流侧电压进行稳压调节。仿真和实验结果证明,采用本文提出的有源滤波器能对飞机电网电流进行集中净化,具有较好的补偿效果,证实了飞机APF的可行性和正确性。     

组合式三相双Buck宽变频逆变器

介绍了两态滞环电流控制型双Buck逆变器的电路结构和工作原理,对系统内环进行建模和分析。从理论上分析得到电流内环可以把LC二阶系统降阶为一阶系统,并将电流内环近似等效为一阶惯性环节,其时间常数主要取决于系统滤波电感的大小,并提出了一种滞环电流控制型逆变器输出滤波器的解耦设计方法,对宽变频输出时的输出滤波器进行优化设计。在此基础上进行三相组合式实验研究,通过数字控制技术实现逆变器系统具有360~800 H z宽变频输出。最后通过三相6 kVA原理样机,验证了本逆变器系统在全频率范围得到良好的输出电压波形和较高的效率,具有更广的应用前景。     

基于环形LC单元的新型连接方式及其在平面EMI滤波器中的应用

LC单元是指"感容"集成的模块,是组成EMI滤波器的重要元件之一。理想情况下,LC单元由双面螺旋线构成。基于环形LC单元的不同连接方式,提出了一种新型结构———完成共模电感和差模电容的集成。本文建立了LC单元的等效模型,并在此基础上分析了该结构在差、共模电流作用下的参数模型。实验和理论研究表明,所提出的模块能有效增大共模电感值。     

将工作与噪声电流分离的母线型滤波器单元开发

基于"集肤"与"邻近"效应开发一种可将"工作"与"噪声"电流分离的电磁干扰(Electromagnetic interference,EMI)滤波器。若在所开发的单元外侧制备具有一定厚度、对噪声可实现有效衰减的导体,由于集肤效应,该单元可实现对共模高频噪声电流的有效耗散;若在单元的内侧制备相同材料的导体,由于邻近效应,该单元可实现对差模高频噪声电流的有效耗散。采用合适的电气连接方式,滤波器单元可以将"噪声"电流和"工作"电流分离,从而对高频噪声电流进行有效的抑制,而对"工作"电流几乎衰减很小。文中基于有限元法,建立了该类单元的时谐场模型,仿真了单元导体中的电流密度分布,提取了其交流电阻系数,定量描述了该类单元对噪声的耗散能力。     

基于多抽样率结构的窄带FIR滤波器设计与实现

在高采样率条件下,采用常规的设计方法来实现窄带FIR滤波器是非常困难的。本文提出了一种利用多抽样率结构来实现窄带FIR滤波器的方法,并利用该方法设计了一个用于电参数测量系统的极窄带FIR滤波器。通过计算机仿真,详细阐述了其实现方法。     

交流励磁机电流线性放大器特性研究

具有电流线性放大器特性的励磁机,不但可缩小无刷励磁系统励磁电流变化范围,而且可加快系统的动态性能,文中从励磁机电流线性放大器特性实现原理出发,分析了影响励磁机电流线性放大器的因素,研究了励磁机结构参数对电流放大器的放大倍数和线性度的影响。研究表明,增加励磁机的体积尺寸,减小电枢绕组匝数,均可以加大电流放大倍娄和线性度的 但要在提高励磁机电流以放大倍数的同时,保持放大器有较好的线性度,单独改变励磁机     

分布式卡尔曼滤波器在GPS/INS组合导航系统中的应用研究

本文研究了分布式卡尔曼滤波器在GPS/INS组合导航系统中的应用。给出了系统的结构框图和动态方程,设计一个分布式卡尔曼滤波器,并进行了计算机误差模拟分析。结果表明;采用分布式卡尔曼滤波器的组合系统可减少计算时间,且导航位置误差小于15m。     

适用于航空变频电网的串联混合有源电力滤波器

研究了一种适用于航空变频电网的串联混合有源电力滤波器.该滤波器由有源滤波部分和无源滤波部分构成.有源部分采用了基波电流控制策略,因而有源滤波部分可等效为对基波呈现零感抗而对谐波呈现高感抗的电感.无源滤波部分采用了电容器结构.利用有源部分的等效电感和无源部分电容的LC滤波特性,该串联混合有源电力滤波器既可实现有源电力滤波器上的基波零压降,又可实现变频电网的谐波抑制.文中给出了该LC滤波参数的设计原则.遵照LC设计原则进行的实验证明了该串联混合有源电力滤波器具有结构简单,适用频率范围宽,谐波抑制效果好等优点.     

双凸极永磁电机数字控制驱动系统的分析与实现

揭示了采用斜槽转子结构的双凸极永磁电机独特的静态特性和运行原理,分析研究了新颖的控制策略和变P I参数转速调节与单极性电流滞环调节相结合的双闭环控制方案,阐述了DSP的数字实现方法,设计研制了9 kW,12/8极转子斜槽式双凸极永磁电机驱动系统。实验结果表明,转子斜槽结构电机与本文控制方案的结合有效改善了齿谐波效应,提高了电机出力及运行平稳度,具有结构简单、功率密度高、效率高、起动速度快和可控性好等优点。     

利用MATLAB函数设计IIR数字滤波器

数字滤波器是一种具有频率选择性的离散线性系统,在信号数字处理中有着广泛的应用。数字滤波器的设计实际上是确定其系统函数H(z)并实现的过程。本文介绍了用MATLAB设计、实现和分析IIR数字滤波器的方法。     

基于HCNR201的信号测量电路的研究

现代测控系统常用弱电信号控制强电,电气隔离至关重要。针对目前电气隔离器件状况,提出基于高精度线性光耦HCNR201的电压、电流测量电路。实验结果表明:电路稳定性好、线性度高。     

快速传递对准的联邦滤波器设计

在机翼挠曲变形不可忽略的情况下,采用速度加姿态匹配的方法可进行快速传递对准.用于快速传递对准的卡尔曼滤波器的阶数将高达21维,故需要进行大处理量的滤波计算,这将导致快速传递对准所要求的快速滤波更新率得不到满足.针对这一问题,本文提出采用联邦滤波器进行快速传递对准,以解决采用集中滤波器进行快速传递对准时存在的计算量大且滤波更新率低的问题.文中设计了适用于快速传递对准的联邦滤波器结构和算法,建立了机翼挠曲变形模型,推导了速度匹配子滤波器的12阶系统模型及姿态角匹配子滤波器的15阶系统模型.仿真结果表明,在载机进行摇翼机动情况下,采用本文提出的联邦滤波器与采用集中滤波器进行快速传递对准的效果相当,计算量大大减小.     

基于模糊调节无迹卡尔曼滤波器的地磁定轨研究（英文）

地磁定轨系统适合于对仪器复用率要求高的微纳卫星使用。考虑到地磁定轨系统的性能受限于地磁偏差,本文设计了模糊调节器,并构建了模糊调节无迹卡尔曼滤波器。将地磁偏差建模为随机游走,并将其变化率作为调节器的输入量,经模糊处理后,自适应调节滤波器的参数。SWARM-A卫星的实测数据实验表明,该算法可有效提升地磁偏差的估计精度,从而提升地磁定轨系统的性能。相较于传统的无迹卡尔曼滤波器,该算法的收敛速度更快,精度也更高,其位置误差均方根值为3.1 km.     

滤波器群时延对二元翼段阵风减缓的影响

针对二元翼段阵风载荷减缓主动控制系统,研究了数字滤波器群时延对阵风减缓效率的影响。首先建立了气动弹性模型,并将时滞系统转化为等价的无时滞系统。随后设计了阵风发生器、数字滤波器及时滞线性二次型(Linear quadratic,LQ)控制器等组成控制系统。最后对系统进行数值仿真并开展风洞实验加以验证。研究发现,当滤波器群时延量较小时可以改善控制系统性能,提高阵风载荷减缓效率,但随着滤波器群时延量增大,阵风载荷减缓效率降低甚至出现控制器失效的情况。     

具有耦合度增强和宽带杂散抑制的新型双模滤波器(英文)

针对传统耦合结构的双模微带滤波器端口耦合度受限于加工精度及存在二次寄生通带等问题,提出了一种新型双模滤波器。该滤波器采用弯折偏移馈电型的耦合结构,结合阶跃阻抗双模谐振器,能够在提高端口耦合度的同时有效抑制谐波响应。在此基础上,针对级联双模滤波器的近边带杂散问题,通过分析杂散响应频点变化规律和模式电流分布,并利用该新型滤波器自身传输零点可控的特性,优化寄生谐振器的结构参数,有效抑制了近边带杂散响应。仿真和实验表明,与传统双模滤波器相比,该设计具有插入损耗低、过渡带陡峭、阻带宽的特性,在宽带通信中的杂散抑制方面具有较好的应用价值。     

基于级联长周期光纤光栅的光纤布拉格光栅解调系统

提出了一种基于级联长周期光纤光栅的光纤布拉格光栅解调系统.级联长周期光纤光栅作为边沿滤波器,利用它的一个线性区监测单个光纤布拉格光栅传感信号.该系统具有结构简单、价格低等优点,但易受光源抖动及系统其他不稳定因素等带来的系统噪声的影响.为消除系统噪声带来的不利影响,对该系统进行了改进.改进系统利用级联长周期光纤光栅的两个线性区同时监测两个光纤布拉格光栅传感信号.分别用原系统及其改进系统对温度进行监测,实验的温度测量范围为-70～-115℃.原系统的灵敏度为0.49 mV/℃,温度分辨率为0.5℃;改进系统的灵敏度为0.86 mV/℃,温度分辨率为0.3℃.实验结果表明改进系统能有效消除系统噪声,提高系统的精度.     

基于观测器／滤波器结构的高精度转台自适应摩擦补偿

针对具有非线性动态摩擦的高精度转台系统,为了处理两种不同类型的摩擦参数不确定性,提出了两种自适应摩擦补偿方案。所提的两种方案均利用一种非线性观测器／滤波器结构来补偿转台系统中相应摩擦参数的不确定性。此外,第二种方案在双非线性滤波器中引入了可调增益,并通过调节滤波器增益来提高系统的位置跟踪性能。两种情况下,均采用基于Lyapunov的方法证明了整个闭环系统的全局渐近稳定性。仿真结果表明了所提方案的有效性。     

S模式前导脉冲过零点提取与TOA时间戳精确度研究

前导脉冲信号到达时间（Time of arrival,TOA）估计精确度直接影响多点定位精确度。在差分匹配滤波器数学模型基础上,分析理想脉冲信号差分匹配滤波器TOA精确度与采样频率的关系。讨论非理想脉冲信号之间的时间结构关系,提出基于S模式前导四脉冲信号构造差分匹配滤波器校准时间戳的改进算法,实现过零点的准确估计。从信噪比、采样频率和复杂度仿真数据输出的均方根误差对比可见,通过四脉冲滤波获得的TOA精确度要比单脉冲和双脉冲滤波获得TOA精确度高。匹配滤波器和差分匹配滤波器TOA精确度对比分析结果表明,修正的差分匹配滤波器算法有更好的效果。在采样频率 40 MHz、信噪比为40 dB时,四脉冲信号差分匹配滤波器TOA精确度为0.402 7 μs,远远小于国际民航组织规定的时间误差精度最大值25 μs。最后实际空管运行数据验证结果证明了本文修正算法估算TOA的精确度和可用性。