1 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
2 电子科技大学广东电子信息工程研究院, 广东 东莞 523808
介绍了一种采用018 μm CMOS工艺制作的动态范围达71 dB、步长为1 dB的低噪声可编程增益放大器。为了克服传统的三运放仪表放大器共模输入范围受限的缺点, 本设计采用了电流模架构, 实现轨到轨的共模输入范围。内部运放采用斩波来减小其失调电压和低频1/f噪声。增益控制由粗调级和精调级两部分来实现, 粗调级将电压信号转换为电流信号, 精调级将电流信号恢复为电压信号, 最终实现宽范围和高精度。仿真结果表明, 该设计总共实现了-3 dB~68 dB的增益范围和1 dB的步长; 在48 dB增益下1 Hz到100 kHz的等效输入噪声为3573 μV, 1 kHz处CMRR和PSRR分别为1189 dB和1206 dB。
可编程增益放大器 斩波 双向电流镜 开关电阻网络 programmable gain amplifier chopper bi-directional current mirror switch-resistor network
1 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，动态测试技术山西省重点实验室，山西太原030051
2 中科院学院微电子研究所 智能感知研发中心，北京100029
3 江苏创芯海微科技有限公司，江苏无锡214001
4 山西大学 量子光学与光量子器件国家重点实验室，山西太原030006
传统地，MEMS红外探测器响应时间的测量需要基于黑体辐射源、斩波器、水冷装置等设备搭建一套复杂的测量系统，然而斩波器的遮挡区域和透光区域具有一定的面积，其按某频率工作时会消耗一定的时间，而测试所得的器件响应时间无法排除斩波器的工作耗时，导致测试结果存在较大误差，所测响应时间为14.46ms。为解决这一问题，提出了一种以钛宝石激光器为辐射光源，利用声光调制器构建纳秒级激光脉冲，MEMS红外探测器响应激光脉冲的作用输出脉冲电信号，很好地规避了测量系统中设备工作耗时引入的时间参数，所测响应时间仅为3.13ms。由此可见，传统方法中斩波器工作耗时引入的时间误差甚至超过器件响应时间的300%，充分证明了此方法可以有效解决这一问题，进而为MEMS红外探测器以及其它光学探测器性能参数的测试与计量提供了一种新的方法。
激光脉冲 MEMS红外探测器 响应时间 斩波器 laser MEMS IR detectors response time chopper
1 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 610054
2 中国人民解放军63963部队, 北京 100000
热时间常数是基于微测辐射热计的非制冷红外探测器的关键指标参数, 它与探测器的最高有效帧频直接相关, 因此准确测量热时间常数对于器件设计和应用都有举足轻重的意义。但目前无论是探测器热时间常数的标称值还是基于单元的热时间常数现有方法的测试值, 都无法建立与探测器的频率响应特性的直接定量函数关系, 以确定探测器工作的最小帧间时间间隔。直接基于阵列器件测量热时间常数的方法, 借助低于1/2帧频的斩波调制, 通过变频时域采集, 快速傅里叶变换(FFT)等常规测试手段, 提取有效的电压响应信号, 拟合频响曲线, 能快速有效地提取热时间常数。通过实测分析, 该测量方法具有准确度高、抗干扰能力强、稳定性高、测试用时短的特点, 且均采用通用的测试仪器, 无需单独制作测试样品, 具有较高的推广价值。
非制冷红外焦平面探测器 热时间常数 快速傅里叶变换 微测辐射热计 斩波器 uncooled infrared detectors thermal time constant FFT microbolometer chopper 红外与激光工程
2019, 48(12): 1204003
1 湘潭大学物理与光电工程学院, 湖南湘潭 411105
2 湘潭大学微光电与系统集成湖南省工程实验室, 湖南湘潭 411105
3 比亚迪汽车工业有限公司密封件工厂研发部, 广东深圳 518116
设计了一种高性能的全差分型折叠式共源共栅放大器。一方面, 电路中使用了斩波技术和 A推挽技术, 以提高放大器的精确度和动态性能; 另一方面, 放大器中的电流源采用自级联结构, 可以进一步提高电路的电压裕度和鲁棒性。本电路基于华润上华 CMOS 0.35 μm工艺实现, 版图面积为 640 μm×280 μm, Spectre后仿真结果表明, 在电源电压为 5 V且斩波频率为156.25 kHz的情况下, 等效输入噪声为 1.11 nV/Hz1/2, 失调电压为 61.5 μV, 功耗为 1.22 mW。
斩波技术 AB类推挽技术 折叠式共源共栅运放 chopper technique class -AB push-pull folded -cascode amplifier 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(3): 547
1 中国科学院 高能物理研究所, 北京 100049
2 东莞中子科学中心, 广东 东莞 523803
详细分析了中国散裂中子源(CSNS)直线加速器低能端预切束电源工作原理。切束束团上升沿和下降沿的快慢是衡量切束电源性能好坏的重要指标, 经过研究, 研制了一台脉冲幅值6 kV, 前后沿纳秒级的切束腔电源, 应用纯硬件电路代替软件的方法实现高频和低频定时信号的同步和与处理, 使该电源输出稳定可靠的高压脉冲。该电源基于直流高压加快速高压开关的设计方案来实现高压、高重复频率及纳秒级快沿的脉冲输出, 具有多脉冲和单脉冲两种工作模式, 满足了直线加速器单束团和多束团注入到快循环质子同步加速器(RCS)的要求。CSNS直线加速器切束实验的结果表明, 切束电源满足各项设计指标要求。
切束电源 同步和与处理 ns级快沿 多脉冲和单脉冲模式 切束束团 chopper power supply synchronization and AND processing nanosecond grade edge multi pulse mode and single pulse mode beam bunch 强激光与粒子束
2017, 29(8): 085001
1 东南大学 生物科学与医学工程学院，江苏 南京 210096
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，四川 绵阳 621999
设计了一种并联双晶体高速快脉冲源，用于激光物理实验中预脉冲的高速削波。该削波脉冲源采用升压工作模式，由光电转换模块、高压电源模块、开关器件及电路等部分组成。光电转换模块将光信号转变为开关通断信号，用于控制高压脉冲输出；集成的高压电源模块和开关器件简化了电路设计，增加了该电源的可靠性；设计合理的开关电路和元件参数，保证稳定输出符合要求的高压脉冲波形。该快脉冲源的输出脉冲幅度大于4 000 V，下降沿小于10 ns，时间抖动小于1 ns，已成功用于激光物理实验预脉冲的削波。
高压快脉冲 电光晶体 光学削波 时间抖动 fast high-voltage pulse electro-optical crystal optical chopper time jitter 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(2): 318
针对传统LED日光灯存在的散热难、光线刺眼、光衰较大的缺陷, 从散热器、二次光学设计、电源驱动三个方面进行了研究和设计, 提出了翼状叠片式结构的散热器设计、新型LED阵列及双层花生米透镜的二次光学设计和斩波群技术控制的PWM脉冲驱动方式。实验表明, 其散热效果是传统铜板散热器的2-3倍, 照度均匀度高达0.856, 完全满足日常照明的要求。
发光二极管日光灯 翼状叠片 W型发光二极管阵列 斩波群技术 脉冲调制脉冲驱动 LED daylight lamp alary lamination W type LED array technology of chopper wave group driving mode of PWM pulse
西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
采用中心波长为975 nm 半导体激光器(LD)抽运高掺铒氟化物双包层光纤Er∶ZBLAN，并在谐振腔内插入机械斩波器，获得了2.8 μm 激光机械调Q 输出。研究了激光器在不同抽运功率，不同工作频率条件下的输出特性，分析了脉冲分裂的原因。通过控制适当抽运功率，激光器工作在3.5 kHz 条件下，获得了最大单脉冲能量84.5 μJ，脉宽250.3 ns，峰值功率超过300 W 的脉冲输出。
激光器 调Q 斩波器 中红外 光纤激光器 掺铒氟化物光纤
1 中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 中子物理学重点实验室, 四川 绵阳 621900
为了实现中子波段调节斩盘相位的高速、高精度控制,分析了系统的负载特性并建立了由斩盘实体和驱动电机构成的二质量系统模型.设计了电流、速度和位置串级控制器,根据控制系统的工程设计方法和现代控制理论给出了3个调节器结构选择及参数整定的具体方法.结果表明:在中子斩盘以旋转频率27.5 Hz工作时,其相位控制扰动误差为-1.325 25～1.325 25 μs,稳态误差为 -2.583 μs,符合中子斩波器应用要求.
中子斩波器 相位控制 运动控制器 二质量系统模型 波段偏移 neutron chopper phase control motion controller two-mass load model waveband bias 强激光与粒子束
2015, 27(6): 066002
