数字低压差线性稳压器由于可以在低电源电压下工作而被广泛使用。在数字低压差线性稳压器中，其利用模数转换器和积分器进行稳压操作。但是当负载出现瞬态电压变化，其稳定时间将会很长。在 PI控制系统中，积分系数大的电路建立时间很短，会产生过冲，然后输出才会稳定。积分系数小的模型输出可以直接稳定，但是建立时间太长。提出了一种高速可调节电路模型，目的是利用电压传感器和时间数字转换器(TDC)，并在电路中加入 2种不同积分系数的积分器。首先利用电压传感器和时间数字转换技术(TDCT)实现模数转换以得到数字信号。随后判断数字信号与基准电压，在误差很大时，控制电路选择大积分系数，输出到 PI控制；误差小时，控制电路选择小的积分系数，这样可以使电路结合不同积分系数电路的优点，从而达到同时缩短电路建立时间和稳定时间的目的。
数字低压差线性稳压器 PI控制 建立时间 稳定时间 模拟集成电路 Digital Low Drop-Out regulators PI controller setup time stabilization time analog integrated circuit 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(8): 1059
1 中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
2 南通智能感知研究院, 江苏 南通 226009
设计并验证了一款可选分辨率、高速1024线列CMOS图像传感器。为了优化列总线读出速率, 芯片采用总线分割技术以减小总线寄生电容, 有效提升了信号读出速率。传感器具有4种可选择分辨率功能, 使其具有更高的帧频。设计的芯片采用0.5μm标准CMOS工艺成功流片, 验证了设计的正确性。测试结果表明: 满阱容量为4.76Me-/像素, 动态范围为75dB; 在128分辨率下, 帧频能达到36000frames/s。
电容反馈跨阻放大器 高速 建立时间 CMOS图像传感器 CTIA high speed settling time CMOS image sensor
1 中国空间技术研究院 通信卫星事业部, 北京 100094
2 四川大学 电子信息学院, 成都 610064
建立时间是边沿触发器的一个重要技术参数, 在设计跨时钟域电路和高速数字电路时起着关键性的作用。介绍了一种对集成边沿触发器或自制边沿触发器的建立时间进行物理测量的方法, 利用同一脉冲分别作用于触发器的时钟端和输入端, 通过延时器对两个端口的脉冲进行时延扫描调节, 就可测得该触发器的误码统计分布曲线, 从而获得较为精确的建立时间参数。对集成边沿触发器74LS74芯片进行了实测, 测试精度可达1ps。
边沿触发器 建立时间 误码率 flipflop setup time bit error rate
1 中国空间技术研究院 通信卫星事业部, 北京 100094
2 四川大学 电子信息学院, 成都 610064
在跨时钟域数据传输中, 常因违反触发器的建立时间和保持时间要求而产生亚稳态现象, 导致数据误码。为对亚稳态发生过程进行直观观测, 利用所搭建的亚稳态观测平台, 在建立时间区域对TTL维持阻塞型集成边沿触发器74LS74芯片和CMOS传输门型集成边沿触发器74HC74芯片分别进行了误码测试。测试结果表明, 两芯片性能接近, 在建立时间0.9~1.6ns区间存在0%~100%误码过渡带, 能观测亚稳态过程的直观波形。测试过程中, 发现触发器输入电平上跳变时, 误码率在以上区间存在稳定的单调变化曲线。当触发器输入电平下跳变时, 误码率会从0%瞬变到100%, 实验未观测到过渡带。输入下跳变时, 当延迟参量单向递增或递减时, 瞬变区域不一样, 存在回差现象。
触发器 亚稳态 建立时间 误码率 flip-flop metastable state setup time bit error rate
1 中国科学院 空间科学与应用研究中心 临近空间环境研究室, 北京 100190
2 中国科学院大学 地球科学学院, 北京100049
为了解决非注入状态激光脉冲对非相干多普勒激光雷达测风结果可靠性的影响, 利用注入与非注入状态激光脉冲建立时间不同的原理, 设计和实现了一种脉冲激光种子注入状态检测器, 其时间测量精度为45ps, 测量时间范围为3.5ns~2500ns, 最高脉冲重复频率为1kHz。利用该检测器对某型号Nd∶YAG脉冲激光器进行了种子注入状态检测实验, 结果显示注入（非注入）状态脉冲建立平均时间为123.27ns（134.44ns）, 1.35h内非注入状态激光脉冲占总激光脉冲比例为8.54%。结果表明, 该脉冲激光种子注入状态检测器能够有效地检测出非注入状态的激光脉冲, 对于提高激光雷达测风可靠性具有潜在的价值。
激光技术 种子注入状态检测 激光脉冲建立时间 多普勒测风激光雷达 laser technique injection seeded state detection laser pulse building time Doppler wind lidar
1 中国科学院上海技术物理研究所传感技术联合国家重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
针对中大规模红外焦平面对高速读出的需求,研究并设计了一款20 MPixel/s红外焦平面高速读出电路。读出电路单元电路由电容负反馈运放输入级、相关双采样、源随输出级电路组成,总线输出级采用基于低功耗推挽运放的跟随器结构。研究了输出级运放像元信号建立时间和负载电容的关系,给出了20 MPixel/s高速读出的负载电容适用范围。采用0.5 μm Mixed Signal CMOS工艺研制了一款红外焦平面高速读出电路芯片,和InGaAs光敏芯片耦合后实测读出速率达到20 MPixel/s,像元信号之间最大上升时间为17 ns。
红外焦平面 高速读出 推挽运放 负载电容 建立时间 FPA high speed readout pull-push load capacitor settling time
1 光纤通信技术和网络国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
2 武汉电信器件有限公司, 湖北 武汉 430074
介绍了10 Gbit/s EPON(以太网无源光网络)系统中对称OLT(光线路终端)光模块的设计方案和关键技术, 重点描述在接收端如何实现双速率突发接收, 以及10 Gbit/s突发接收部分硬件电路的构成。测试结果表明: 该模块在突发接收条件下接收端的接收建立时间和灵敏度均满足10 Gbit/s EPON标准IEEE Std.802.3av的要求。
光线路终端光模块 对称 突发接收 接收建立时间 OLT optical module symmetric burst receiving reception setup time
基于金属外壳1.0 μF/40 nH/100 kV的电容器和±100 kV/200 kA气体开关，提出了电流20 MA、前沿300 ns Marx型直接驱动Z箍缩负载的脉冲功率源概念设想，共40路并联，每路为6个Marx并联驱动一条水介质传输线， Marx为18级串联。分析了关键单元（电容器和气体开关）的技术可行性，建立了PSpice电路模型，模拟计算了Marx建立时间分散性、水介质传输线阻抗对负载电流的影响，模拟结果表明：Marx建立时间分散性从10 ns增加到60 ns时，负载电流前沿从平均282 ns增加到287 ns，峰值从21.0 MA降低到19.8 MA，脉宽几乎不变；Marx建立时间分散性对负载电流的影响随着并联数目增加变小；采用4.2 Ω等阻抗传输线，负载电流最大。
快Marx发生器 Z箍缩 直接驱动 脉冲功率源 建立时间分散性 fast Marx generator Z-pinch direct drive pulsed power driver erection jitter
针对“闪光二号”百kJ级储能型Marx发生器,设计了研究其建立时间和抖动的实验方案,根据发生器开关击穿模式的不同,分别研究了典型排的建立时间和抖动与Marx发生器建立时间和抖动之间的关系,研究了开关工作系数与Marx发生器及其典型排建立时间的关系。对Marx发生器建立时间、发生器第一排和第二排建立时间的实验测量表明:Marx发生器第一排建立时间对整个发生器的贡献大于60%,前两排建立时间对整个发生器的贡献大于73%;Marx发生器建立时间抖动主要来源于发生器第一排建立时间抖动,第一排建立时间和抖动则主要来自于气体火花开关的击穿时延抖动。根据实验结果,分析了影响建立时间抖动的主要因素,提出了减小建立时间抖动的措施。
Marx发生器 建立时间 抖动 工作系数 Marx generator building time jitter under-voltage ratiocharging
通过分析激光速率方程得出增加初始态粒子反转数与阈值态粒子反转数比值(Ni/Nt),可以提高激光峰值功率,减小激光脉冲建立时间.采用双Q开关技术有效地抑制自激振荡,提高了Ni/Nt比值.设计了触发管高压脉冲发生电路,产生下降沿很快的高压脉冲信号,提高了Q开关速度,从而使得激光输出峰值功率达50 MW,效率达1.37%,对提高固体激光器的峰值功率与效率具有参考价值.
电光调Q 自激振荡 激光峰值功率 激光建立时间
