1 苏州科技大学 物理科学与技术学院 江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室，江苏 苏州 215009
2 中国航天科技集团公司 上海卫星工程研究所，上海 201109
3 北京联合大学 数理部，北京 100101
为了实现多路无源液晶光学器件的驱动，设计开发了低成本、低复杂度及幅频可调的多路驱动电路。首先，为了便于控制液晶器件，在PC机和驱动板之间采用USB数据传输方式进行控制信号的传输。其次，驱动板卡采用母板加多子板模式，每个子板可输出32路驱动信号，其可依据实际需求灵活选取子板数目，从而降低成本。母板与子板均采用STM32作为主控芯片，子板通过SPI接口与母板进行数据传输。每个子板通过2个SPI接口将数据分组分发给DAC芯片，每个DAC芯片可控制16路数模转换，最终实现192路模拟信号的输出。最后，进行制板和测试。结果显示，输出模拟电压与灰度值符合线性比例关系，其绝对误差在0.010 V左右，符合10 bit、1 024级电压灰度值调制精度。该驱动板卡可以实现多路驱动信号的输出，满足多路无源液晶光学器件驱动控制的需求。
无源液晶调光器件 驱动电路 低成本 精度 passive liquid crystal optical device drive circuit low-cost accuracy
1 中国科学院半导体研究所固态光电信息技术重点实验室，北京 100083
2 中国科学院大学微电子学院，北京 100049
激光探测系统连接的功能模块能否正常工作，由探测系统对探测目标的识别能力决定。针对实验室条件下高速交会的目标回波信号的模拟，提出了脉宽-强度调制方式。该方式通过控制输入脉冲信号的脉宽改变输出光脉冲的峰值，可用于模拟回波信号的脉冲峰值变化。设计了电路实现形式，采用该电路驱动860 nm半导体激光器并进行测试。测试结果表明，脉宽为8~16 ns的输入脉冲信号对应峰值功率为3.7~8.3 W的输出光脉冲信号。将脉宽-强度调制模块作为基本的物理实现单元，提出了回波信号的高阶模拟方案，模拟目标回波信号更多的信息。该调制方式原理简单、电路实现容易且成本低，为激光探测系统的目标识别功能的设计与检验提供新的方向。
激光器 半导体激光器 激光探测 回波模拟 信号调制 驱动电路 光学学报
2022, 42(14): 1414001
江南大学 电子工程系 物联网技术应用教育部工程研究中心, 江苏 无锡 214122
在非易失性存算芯片(CIM)中, 大规模阵列的栅极等效电容以及远距离传输导线的等效电容严重限制了字线驱动电路(WLDC)的切换速度。非易失性存算器件工作所需的多电压域的压差已远超字线驱动电路中单管耐压范围。文章提出了一种面向存算的高速字线驱动电路, 结合阵列的工作原理, 采取多级预处理电压控制方法, 将多电压域多种高压进行可选择的分级传输, 大幅降低了传播延时。采用箝位分压结构, 降低字线驱动电路中单器件端口压降, 解决了字线驱动电路的耐压与高压切换问题。仿真结果表明, 该电路可将频率为100 MHz的1.2 V低压域输入信号转化为高压域输出电压, 单条高速字线驱动电路的输出电压范围可达-10 V至10 V, 本征延时为1.4 ns; 负载为5 pF时, 传输延时为8.9 ns。
存算 字线驱动电路 高压 高速 CIM word line drive circuit high voltage high speed
激光雷达被广泛应用在无人驾驶、测量测绘等领域，为降低功耗、成本和体积，脉冲式半导体激光器成为激光驱动电路的首选。在此背景下，以电感为储能元件对一种窄脉宽大电流半导体激光驱动电路进行了优化设计。在详细介绍驱动电路的工作原理的基础上，重点研究了储能电感值大小与电路功耗的影响关系。运用ORCAD PSPICE仿真软件建立了驱动电路仿真模型，总结出影响脉冲电流的脉宽、峰值和波形振荡的主要因素。测试表明，在电路重复频率为10 kHz的条件下，储能电感功率损耗为59 mW，驱动电路的脉宽为3.8 ns，上升沿为3.5 ns，下降沿为3.7 ns，峰值电流为132 A，激光器输出峰值光功率约为326 W。
激光光学 窄脉宽 大电流 半导体激光器 驱动电路 储能电感 激光与光电子学进展
2022, 59(1): 0114008
激光器驱动电路是激光雷达的重要组成部分,其技术指标将直接影响到激光雷达整体性能。根据激光器的特点,激光光脉冲有两个主要参数：脉冲能量和宽度。这两个因素对距离和距离分辨率分别有很大的影响。常见的驱动电路大都利用DC-DC升压电路,大电感充放电来实现,能量不稳定,并且电路纹波较大。在过去的十年中,具有成本效益的Si MOSFET器件商业化程度很高,但是其寄生电感以及开关品质因数会明显影响激光驱动电路,当脉冲宽度窄到一定程度时,激光脉冲峰值功率也会急剧下降。为解决以上问题,设计了一款窄脉宽、体积小、功耗低、噪声小、能量稳定性强的驱动电路,并指出了驱动电路设计时应当注意的问题。激光器的输出可以通过CPU产生的信号直接控制,实现高重频,输出上升沿约为2.5 ns、脉冲宽度为6 ns的脉冲,电路板尺寸为3.2 cm×2.8 cm,单板功耗约为0.65 W,这些特性可以用于激光雷达工程化当中。
激光雷达 驱动电路 激光脉冲 低功耗 lidar drive circuit laser pulse low power consumption
北方工业大学 机械与材料工程学院,北京 100144
压电陶瓷用作微型机器人的致动器具有静音、低功耗等优点, 但在悬臂型应用中高位移所需的高驱动电压是其应用难点。该文针对一种双鳍式微型机器鱼的压电致动器, 设计了可控制输出频率、幅值的高压正弦信号驱动系统。压电致动器的驱动模块采用PA443高压运放设计外围电路, 运放电源基于集成开关芯片设计升压（BOOST）和降压-升压(BUCK-BOOST)开关电源电路, 实现了升压比分别为27和14的+1 66 V和-166 V小型运放电源。信号源模块输出正弦脉冲宽度调制（SPWM）波并对其解调, 经PA443放大成驱动电压。结果表明, 该驱动系统在满足体积小和输出稳定的前提下, 采用交替驱动方式连接负载, 输出峰-峰值可调且最大为326.5 V的正弦双极驱动电压, 具有实用创新性和一定带载能力。
压电陶瓷 驱动电路 开关电源 脉宽调制 双鳍式结构 piezoelectric ceramic drive circuit switching power supply pulse width modulation dual-fin structure
1 云南恒安电力工程有限公司, 云南 昆明 650233
2 云南电网有限责任公司, 云南 昆明 650041
电力系统的电压和无功补偿是系统稳定、高效运行的关键, 为保证临时供电系统长期稳定运行, 提出一种计及电压稳定及无功补偿的多模式供电方法。根据稳定性电压驱动电路的传输特征, 连接补偿控制器及无功补偿蓄电池, 完成多模式供电环境的搭建。求取电压稳定状态下的临界点数值, 设计静态无功功率补偿发生器, 采用网络联接方式, 弥补临时供电系统的无功补偿效应, 实现动态无功功率补偿。对比实验结果表明, 与IEEE-118型输电控制手段相比, 应用多模式供电方法后, 整个电压系统的稳定性出现明显提升的变化趋势, PID无功补偿系数也不断增大, 临时供电系统的稳定传输问题得到有效解决。
无功补偿 多模式供电 电压驱动电路 稳定临界点 多模式常态 reactive power compensation multi-mode power supply voltage drive circuit critical stability point multi-mode normal state
中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 山西 太原 030051
本文提出了一种设计简单、体积小的液晶驱动电路。该电路包含RC施密特振荡电路和反相器, 通过特定的连接方式, 实现了在一定电压范围内仅用直流信号即可驱动液晶器件的功能。通过理论分析和实验测试, 讨论了元件取值对该电路输出频率和波形特性的影响。测试结果表明, 该逆变电路响应速度低于0.4 μs。当输入电压为3 V以下时, 功耗低于1 mW, 且输入输出电压具有良好线性关系, 可实现对液晶器件透过率的精确控制。本研究为微型化智能可穿戴设备的液晶器件驱动提供了新的技术思路。
逆变器 液晶 驱动电路 无源 inverter liquid crystal drive circuit passive
1 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院, 安徽 合肥 230601
2 中国科学院 合肥物质科学研究院, 传感技术联合国家重点实验室, 安徽省仿生感知与先进机器人技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
3 武汉纺织大学 纺织科学与工程学院, 纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室培育基地, 湖北 武汉 430200
设计一种由聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜和树脂基座构成的多频声源装置, PVDF压电薄膜由幅值0~2 000 V、频率100~2 000 Hz内可调四路激励电路驱动。通过调节激励PVDF薄膜的信号的频率和幅值, 达到对声源频谱的控制。频谱分析仪的测量结果表明, 根据输入信号可动态调节声源频谱, 产生具有多频峰值的混合模拟噪声。随着激励电压的升高, 噪声源声压级明显增加。该多频声源装置可以应用于吸声材料性能检测等研究中。
压电薄膜 模拟声源 驱动电路 交变激励 幅频特性 piezoelectric film simulated acoustic source drive circuit alternating excitation amplitude frequency characteristic
