提高施密特触发器性能的简单方法

提高施密特触发器性能的简单方法

一、提高施密特触发器性能的简单方法(论文文献综述)

马世铭[1](2021)在《微功耗高速高探距无磁传感器研究》文中进行了进一步梳理在智能水表、气表等流量计的设计中,过去长期采用有磁传感器。所谓的“有磁传感器”,就是采用霍尔器件或干簧管等有磁器件实现流量信号的采集。有磁传感器存在诸多缺点,如磁性消退,易吸附杂质,结构复杂等,而无磁传感器能够较好地解决这些问题,能适应更加苛刻的测量环境,具有更高的测量精度和可靠性。本文讨论的微功耗高速高探距无磁传感器就是一种无磁转速传感器,主要是依靠叶轮的转动计数,电感探头靠近叶轮上的金属标记时电感量发生变化,在LC振荡器完成调频波调制,后续完成解调,信号以脉冲方波形式输出。电路总体结构由LC振荡器,积分电路,包络鉴测电路,输出电路四部分组成,其中LC振荡器的电感作为探头。本文主要对其总体工作原理进行分析并对其电路核心部分包络鉴测电路进行深入探究,为以后的电路改进和应用拓展提供理论基础。主要进行了如下工作:1.对传感器电路作整体介绍并分模块对其工作原理进行研究,电路分析以信号的流向为引导。电路的总体原理是调频波的调制与解调。电路的第一部分LC振荡器通过叶轮转速变化引起电感的量值变化完成直接调频;第二部分RC积分电路将调频波转换成调幅调频波;第三部分包络鉴测电路完成调幅调频波的鉴幅,输出脉冲方波并滤除高频分量;第四部分推拉式输出提高电路负载能力。2.对包络鉴测电路进行分析并深入探究状态翻转过程。电路在典型施密特触发器的基础上添加了加速电容与三极管射极对地电容,对脉冲翻转灵敏度与回差有直接控制作用,文章在实验研究的基础上,通过建立数学模型,对该核心电路的工作原理和内部过程进行了理论分析和验证。3.对单探头电路进行性能改进,并探讨转向判断的两种方案。介绍了依靠特殊设计的叶轮实现转向判断的单探头方案与利用相位差判断转向的双探头方案。为适应更广泛的探测环境,推广到更多应用领域,设计了双探头传感器基础电路。

史庆[2](2021)在《高分辨率双频激光干涉仪信号处理系统的设计》文中提出随着现代精密仪器工业对测量精度要求的提升,广泛应用于数控加工及坐标测量设备的双频激光干涉仪测量系统变得愈加重要。通常影响双频激光干涉仪测量系统精度的因素主要有稳频精度、非线性和信号处理系统。以往对前两者研究较多,且富有成效,本文为缩短差距,重点研究双频激光干涉仪信号处理系统的设计。针对现有的双频激光干涉仪信号处理系统普遍存在着测量分辨率不高、测量速度不快以及系统集成度不高而无法满足高精度测量环境要求的问题,本文研究设计了一套能同时适用于塞曼效应型和双纵模型双频激光干涉仪的高分辨率信号处理系统。首先,本文通过设计塞曼效应型和双纵模型双频激光干涉仪预处理电路,选用高信噪比的光电接收器件和高可靠性的高频放大电路,实现了双频激光干涉仪的高测量速度目标。采用由功分器、混频器和振荡器组成的降频电路,有效将双纵模型双频激光干涉仪频率降低至5MHz左右,解决了原有采取混频措施后的信号实际为一准直流信号,后续只能采用低倍数直流放大,容易产生直流漂移的问题,使信号处理系统具备了同时对塞曼效应型和双纵模型双频激光干涉仪的信号处理能力。其次,本文采用以高频信号矢量测量集成器件AD8302为核心的“直接比相法”电路,实现了对系统非整周期相位差细分测量。针对AD8302在相位差测量过程中无法进行相位极性判断的问题,通过研究对比,设计了由施密特触发器和D触发器构成的相位极性判断电路,解决了现有双频激光干涉测量系统普遍存在测量信号电子细分数不足无法实现高分辨率的问题。再者,本文还设计了基于可编程逻辑器件CPLD和微控制器ARM的细分计数集成电路,实现了对整周期相位差计数处理,显着提升了双频干涉测量系统的集成度和抗干扰能力。最后,本文就影响双频激光测量系统整体测量精度的误差进行了简要分析,说明了各类误差的来源和影响,提出了减小误差的措施。为验证系统设计是否满足高分辨率和高测速,本文做了一些验证性实验,主要包括分辨率验证实验和高测速验证实验,详细介绍了本文所采用的分辨率和高测速验证测试方法,并通过实验结果得出,双频激光干涉仪信号处理系统整体分辨率优于0.6nm,系统最大允许测量速度达1300mm/s。

谢佳明[3](2021)在《超高频、低延时、大功率IGBT驱动模块》文中指出绝缘栅双极型晶体管(IGBT)功率开关器件兼具双极结型晶体管(BJT)及金属-氧化层半导体场效应晶体管(MOSFET)的特性,使其具有较高输入阻抗,较低导通阻抗,同时具备较好的高频开关特性,适用于高压大电流的工作状态,目前在交流电机、开关电源、高铁、新能源汽车及照明等电路中运用广泛。目前IGBT主流工作频率为几十k Hz,极少存在1MHz。但是IGBT运用场合不断朝着电压等级更高、功率更大、频率更高的目标发展。为了达到这一目标,一方面从IGBT本身出发,通过新材料应用及新技术更新迭代,增大IGBT耐压等级、功率等级和减小其等效输入电容大小,但限于硅基材料的物理极限,创新成果缓慢。另一方面则是通过设计一款合适的IGBT驱动模块,使其拥有强大的驱动能力及抗干扰性,驱动IGBT在超高频、大功率工作状态下稳定工作,因此设计一款优秀的驱动模块是目前使IGBT工作频率达1MHz最为可行的方法。本文设计了一款超高频、低延时、大功率IGBT驱动模块。将外接输入信号通过数字隔离器SI8621BC进行波形的整形及隔离,由SI8621BC输出的信号输入至优化后的不对称式图腾柱电路,对信号进行电平位移及功率放大,提升驱动能力及减小延时,将此驱动信号通过优化的驱动回路参数,减小IGBT关断瞬间驱动波形的振荡,最后再传输至IGBT的栅极端,由此控制IGBT的工作状态。同时对驱动模块的电源系统进行合理的电源滤波处理,提高电源完整性,通过PCB多层板的合理布局优化模块整体电磁兼容特性,使模块的抗干扰能力得以提升,提高IGBT的使用安全性。利用仿真验证了本文提出优化的不对称式图腾柱电路对信号电平位移及功率放大,以及优化的驱动回路参数对提高驱动功率和减小IGBT关断瞬间驱动波形振荡的可行性。在实测中利用本文所设计的驱动模块驱动FS75R12KT3模块中IGBT单管,主电路负载采用0.25Ω大功率电阻,驱动模块在外接一路市电电源(220V,50Hz),以及一路+5V电源情况下,实测得驱动模块性能指标为:模块输入信号为0V~5V的方波,模块输出0V~12V的方波驱动信号,当IGBT主电路输入功率达500W时,IGBT的开通波形上升沿时间约为56ns,关断波形下降沿时间约为100ns,驱动频率高达1MHz,且驱动信号从数字隔离器传输至IGBT输入端延时为10ns,驱动模块及IGBT主电路长期稳定工作。

黎明[4](2021)在《GaN功率器件驱动器的CMTI研究》文中研究表明增强型GaN器件凭借着较低的导通电阻、寄生电容以及无反向恢复过程,相比于Si基功率器件,支持更高的开关频率且功率密度更高,在5G通信、PD快充等领域具有显着的优势,近年来得到了广泛的应用。对于高频高功率密度应用中的GaN栅极驱动器,由于GaN器件开关速度很快,驱动器开关节点电压的d V/dt可以达到200 V/ns以上。开关节点电压的高d V/dt易造成功率管误开启,因此,研究GaN驱动器的共模瞬态抗扰度(Common Mode Transient Immunity,CMTI)具有重要的意义。本文通过分析增强型GaN器件的结构、开关过程以及共模瞬态(Common Mode Transient,CMT)噪声对半桥栅极驱动器的影响,得出了影响芯片CMTI能力的因素,并设计了基于片上变压器的磁耦数字隔离式栅极驱动器。通过Ansys HFSS优化了基于全差分结构的片上变压器的几何参数。采用尾电流可动态调整的发射机电路可以在不增加功耗的前提下,提高发射机的CMTI能力。基于吉尔伯特混频器架构的整流电路,利用RC低通滤波网络可实现整流,由于电路结构高度对称,对CMT噪声的抑制能力较强。本文基于0.18μm工艺完成了基于片上变压器的GaN磁耦数字隔离式栅极驱动器的设计和仿真验证。芯片的CMTI能力高于200 V/ns,信号传输延时典型值为8.9 ns,可适用于10 MHz的工作频率,因此本文设计的GaN驱动器具有较高CMTI能力且高频性能优异。

唐中[5](2020)在《高性能低成本CMOS温度传感器研究》文中指出CMOS温度传感器因其体积小、易于集成、成本低,而且可直接输出数字信号等优点,广泛用于各类片上系统、工业物联网以及无线传感网络等应用场景。然而不同的具体应用场景对CMOS温度传感器的设计也提出了相应的挑战。如片上系统里的实时时钟校准应用需要高精度的温度传感器;而片上热管理应用强调超小面积以及低电压工作;各类物联网应用则对其功耗提出了苛刻的要求;此外,进一步降低温度传感器在量产中的校准成本也有重要的应用价值。针对上述难点和挑战,本文结合具体的应用场景,按照温度读出电路所处理的不同信号域,开展系统性的CMOS温度传感器研究,先后共完成7款高性能、低成本CMOS温度传感器研制。论文主要的工作和创新点如下:1.电压和电流域读出CMOS温度传感器研究:(1)本文首次分析了带电流增益补偿技术的BJT温度传感器前端电路中存在的多个简并点的问题,提出新型低成本启动电路,保证了电路鲁棒性;(2)结合用于电能计量MCU中RTC校准的应用场景,本文提出新型数字辅助线性化的系统方案,在满足高精度测温需求的同时,兼容多通道复用读出接口,减小了系统设计成本;(3)基于以上创新点,并采用动态元件匹配、电流增益补偿和斩波稳定等技术,本文在标准0.13-μm CMOS工艺下设计了一款兼容性强、精度高的CMOS温度传感器,可实现在-40?C到125?C的温度范围内,一点校准后实测误差仅为±0.47?C(3σ)。(4)针对CMOS温度传感器在先进工艺下设计难度大、在工业应用中校准难等挑战,本文提出了适用于电流域温度读出方案的新型动态电流增益抵消技术,在不增加额外功耗、面积等成本的情况下,提升了测温精度;(5)基于以上技术,本文在标准55-nm CMOS工艺下设计了一款免校准电流域读出CMOS温度传感器,在-40?C到125?C的温度范围内不校准的实测误差为±1.7?C(3σ),芯片面积仅为0.0146 mm2。2.时域和频域读出CMOS温度传感器研究:(1)本文针对现有占空比调制输出的CMOS温度传感器面积大、工作电压高等问题,提出了新型电容复用电压-占空比转换器,同等条件下减小50%的电容面积,并提升了转换精度;(2)利用所提出的电容复用电压-占空比转换器,本文在标准0.13-μm CMOS工艺下设计了两款高性能低成本CMOS温度传感器。所设计的BJT型传感器可在-10?C到100?C范围内,一点校准后误差仅为±0.38?C(3σ),芯片面积仅为0.073 mm2。而采用动态偏置电阻前端的传感器则支持1 V以下的供电电压,芯片面积仅为0.025 mm2。(3)本文结合BJT模拟前端和基于环形振荡器的频域读出接口,提出了两步动态范围优化的技术,在标准0.13-μm CMOS工艺下实现了一款支持75 kSa/s转换速率的CMOS温度传感器。3.全数字CMOS温度传感器研究:(1)本文提出基于亚阈值漏电的全数字小面积CMOS温度传感器架构,该设计自带电源波动抑制能力,解决了传统基于环形振荡器的读出架构对电源波动敏感的问题。(2)基于该架构,本文在SMIC 55-nm CMOS工艺实现了一款全数字CMOS温度传感器,该设计核心面积仅为1770μm2,可在0.8 V到1.3 V的宽供电电压范围内正常工作;在-40?C到125?C范围内,两点校准后的误差仅为±0.7?C(3σ);(3)在上述研究基础上,提出了功耗更低、鲁棒性更强的延时单元结构,并设计了兼容性更强的频率-数字转换器;该设计在UMC 55-nm CMOS工艺进一步流片验证。实测结果显示,改进后的温度传感器在保持小面积(2454μm2)的同时,实现了更低功耗(0.86μW)和更高能量效率(0.26 pJ·K2),与现有国际同类高水平设计相比,更具先进性。

陆扬扬[6](2020)在《氮化镓功率器件栅驱动芯片关键技术研究》文中研究说明高压功率器件和驱动芯片的不断创新推动着电源系统快速发展,目前硅基功率器件特性已接近理论极限,阻碍了电源系统效率的进一步提升,采用氮化镓功率器件替代传统硅基功率器件正成为突破电源系统效能瓶颈的有效途径之一。但是,由于GaN功率器件具有开关速度快、栅极击穿电压低、反向续流损耗大等特点,传统高压驱动芯片无法高效可靠地驱动GaN功率器件。因此,研究GaN功率器件专用驱动芯片迫在眉睫。其中,如何提升芯片的传输速度、保护GaN器件栅极及优化死区时间是芯片设计的难点。本文针对上述技术难点,系统性地研究了GaN功率器件专用驱动芯片的瞬态噪声抑制技术、栅极钳位技术以及自适应死区技术,提出了相应的创新方法,并基于国内700V高低压兼容BCD工艺完成了芯片的流片验证。论文的主要创新研究如下:1.研究了dVs/dt瞬态噪声干扰驱动芯片导致信号紊乱的工作机理,重点剖析了芯片瞬态噪声抑制能力与传输延时之间的矛盾关系,指出优化瞬态噪声抑制能力与延时的关键在于滤除差模噪声,据此提出了一种双重互锁高压电平移位电路。实验结果表明,芯片的传输延时低于25ns且抗dVs/dt瞬态噪声能力大于100V/ns。2.提出了一种双电平自举栅极钳位保护技术。通过负压检测输出信号控制高压侧自举电容的充电通路,实现栅压钳位;通过隔离的双电平自举电路扩展了电平移位电路的输出电压范围,提升了芯片的Vs负偏压能力。实验结果表明,5V电源电压下,芯片的Vs负偏压能力达到-6V,同时品质因子提升了20%以上。3.提出了一种采用阶梯式动态延时电路的自适应死区技术。根据死区结束时刻开关节点的电压状态动态加减延迟线的延时值,从而自适应调整死区时间。实验结果表明,高侧器件关断至低侧器件开启的最小死区时间达到11.6ns,而低侧器件关断至高侧器件开启的最小死区时间达到8.4ns。4.提出了一种采用预充电技术的高调谐线性度张弛振荡器。通过抵消电容预充电和有效充电两个阶段的过充电压,消除了比较器失调和环路延时对振荡器频率的影响。实验结果表明,振荡器线性度达到了99.41%。5.详细设计了GaN功率器件栅驱动芯片中输入级电路、输出级小死区电路、欠压保护电路等关键模块电路,研制了一款GaN功率器件专用驱动芯片,完成了传输延时、开关特性及保护性能等关键参数的测试和考核。

徐向东[7](2020)在《基于电导法的原油含水率检测系统的设计》文中提出原油含水率直接影响到原油的开采、脱水、集输、计量、销售、炼化等环节。在油田原油生产和储运的过程中,要求检测原油含水率。原油含水率的在线检测,对于确定油井出水、出油层位,估计原油产量,预测油井的开发寿命,具有重要意义。同时,准确及时的原油含水率在线检测数据,能够反映出油井的工作状态,对管理部门减少能耗、降低成本,实现油田自动化管理,起着重要作用。本文分析了国内外含水率仪、电导率仪、电极传感器的发展现状,研究了影响溶液电导率测量的影响因素,设计了一种基于电导法实现原油含水率的检测系统。通过采用带有AGC稳幅的文氏电桥震荡电路选频端,根据测量文氏电桥震荡电路产生的正弦波的频率得到溶液电导率,通过麦克斯韦体积分数与混和电导率的关系模型得到溶液含水率。检测系统使用STM32F103芯片作为处理器,具有数据显示、定时存储、与其他设备进行数据交换等功能。硬件电路分为电导测量探头、信息采集电路、波形整理电路和控制电路。电导测量探头采用雷磁牌DJS-10C;信息采集电路采用带有AGC稳幅的文氏电桥振荡电路;波形整理电路采用施密特触发器。控制电路主要包括时钟、通讯、显示、存储等电路。检测系统通过串口通讯将测量结果显示在PC端,也可将测量结果显示在电容屏上。经过软件调试与硬件调试,系统的稳定性较好,且经过标定得到测量系统的精度为2%FS,完全符合工程测量需求。

赵新生[8](2020)在《微惯性测量单元中电源管理电路设计》文中指出随着现代电子信息工业的蓬勃发展,微惯性测量单元作为导航技术的关键部件,在民用、工业和军工上有着越来越重要的价值与意义。微惯性测量单元中微加速度计与微陀螺需要不同的供电电压,对这些电源电压进行统一管理可减小芯片面积、提高器件性能。本文通过电压转换和稳压原理的分析,设计了微惯性测量单元的接口电路中的方波驱动电路所需的低压升高压的电源管理电路,包含升压电路和稳压电路两个部分。在微惯性测量单元的电源管理电路中,采用单端奇数级环形振荡器减小了升压电路的面积,利用施密特触发器和反相不交叠时钟转换电路将振荡信号整形并转换为反向时钟信号为后级的电荷泵提供泵压控制信号,实现了5V泵压到26V的功能。选取电压转换电路中的低压差线性稳压器作为稳压电路部分的主体结构,输入级采用NMOS差分对提升匹配性,而电阻反馈网络与经过补偿的带隙基准合理搭配实现了20V的输出,通过功率管的大尺寸设计达到了低压差线性稳压器线性稳压在20V附近的功能,采用MOS管分压结构得到了10V、12V、15V三种电压,采用RC串联滤波电路对输出进行噪声优化,改善了微惯性测量单元中电源管理电路输出端噪声性能。电路仿真中采用5V作为输入电压,在30p F负载电容下,10V、12V和15V输出端的电压噪声密度分别为5.84n V/√Hz@10k Hz、18.15n V/√Hz@10k Hz和9.04n V/√Hz@10k Hz,输出电压稳定性为49.64μVrms(1σ),电源抑制比60d B。电源管理电路满足设计要求且具有较为良好的电源抑制,实现了微惯性测量单元中对各种正高压的需求。

谢嘉林[9](2020)在《用于碳化硅MOSFET与硅IGBT的驱动电路研究与设计》文中研究指明随着电子电力技术的高速发展,半导体集成电路技术逐渐在工业、医疗、教育等领域中占据主导地位,半导体技术的发展离不开功率器件,而绝缘栅双极型晶体管(IGBT)与碳化硅MOSFET在功率器件中都扮演着重要的角色。IGBT综合了金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和双极型晶体管(BJT)的性能特点,具有输入阻抗高、开关速度快、驱动功率大、热稳定性好、通态电压低、耐压高和承受大电流等一系列优点;碳化硅MOSFET与硅基MOSFET相比,其具有更低的导通电阻与开关损耗以及高温稳定性,因而更加适用于高频领域与一些高温工作场景。考虑到以上优点,IGBT与碳化硅MOSFET被广泛应用于新能源发电、轨道交通、智能电网、汽车电子、国防工业等领域。同时,在IGBT与碳化硅MOSFET的运用中,驱动电路是必不可少的一环,驱动器的优劣直接关系到系统的效率、可靠性和安全性。虽然目前国内外有很多IGBT与碳化硅MOSFET的驱动器,但是同时适用于IGBT和碳化硅MOSFET的驱动器仅有国外的几家巨头公司有相关产品。为了解决上述问题,本文设计一款可以同时驱动IGBT与碳化硅MOSFET的驱动电路,主要的研究内容包括:(1)对比普通硅基MOSFET、硅IGBT以及碳化硅MOSFET的基本结构、等效电路、工作原理、静态特性、安全工作区以及失效机理,分析IGBT与碳化硅MOSFET对驱动电路的基本要求,设计同时适用于IGBT和碳化硅MOSFET的驱动电路,包括驱动电源电路、驱动传输电路以及驱动保护电路等;(2)根据驱动电路的要求,设计驱动传输电路,实现毛刺的抑制、信号的隔离传输、电平转换和功率放大等功能,设计驱动保护电路,对外界干扰而出现的过压、过流、欠压、过温等进行异常处理,设计驱动电源电路为驱动器提供+15V/-5V的栅压;(3)对设计的IGBT和碳化硅MOSFET驱动电路进行实验仿真,然后搭建高压测试平台,对设计完成的驱动电路进行实验测试,验证本设计的可行性。

薛晖耀[10](2020)在《基于双相采样的真随机数发生器的研究与设计》文中研究说明在信息技术飞速发展的今天,信息安全问题存在于社会的各个角落。国家安全保障、国防建设、居民私生活保障以及个人财产保护等方面都离不开强大、稳定的信息安全系统。在信息安全体系中具有重要作用的信息加解密技术已成为相关领域科学研究的目标。密钥作为加解密算法的核心输入,其质量与算法的性能直接影响信息安全系统的安全性。因此,作为密钥的随机数被视为加解密技术相关活动的关键。当前加密系统中常用决定性数学算法生成伪随机数,这类随机数大多仅具有有限的不可预测属性,这种属性随着计算资源、破解水平的提高会越来越脆弱甚至消失,因此需要更高质量随机数以保证加密系统正常运作。随机性能强且不可再现的随机数被称为真随机数,这样的随机数是通过转化随机物理现象获取的。用于生成真随机数的典型硬件真随机数发生器以熵源提取方案作为分类依据,包括:1、直接放大噪声;2、基于离散时间混沌;3、基于振荡器采样;4、基于电路亚稳态四种类型。本文主要针对基于振荡器采样的真随机数发生器进行研究。首先整理影响熵源提取模块性能的几个因素:低频信号抖动标准差与高频信号周期比值、采样沿位置以及高频信号占空比;通过分析高频信号占空比影响熵源提取模块输出的方式,提出一种振荡器双相采样架构,模拟计算结果说明,对比经典的振荡器单相采样架构,双相采样架构能够有效降低前者对被采样信号占空比变化的高敏感性。本文第四章在前面章节的基础上利用SMIC工艺进行电路实现,以基于施密特触发器的低频振荡器以及一种新型的耦合环形振荡器结合作为熵源提取模块,构造基于振荡器双相采样的真随机数发生器,并设计了提供参考电压的带隙基准电压源。仿真数据表明该真随机数发生器能够在1.2V的电压下正常工作,输出吞吐率为6.8Mbps,核心电路总功耗为220.08μW,核心电路面积为0.007mm2。本设计的输出随机数可通过包含NIST SP 800-22测试集以及自相关测试在内的全部测试。

二、提高施密特触发器性能的简单方法(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、提高施密特触发器性能的简单方法(论文提纲范文)

(1)微功耗高速高探距无磁传感器研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 智能流量计的理论基础
        1.2.1 传统有磁流量计原理
        1.2.2 无磁流量计的研究现状
    1.3 论文主要研究内容
第2章 无磁传感器信号采集与处理的基本思路
    2.1 无磁传感器的理论基础
    2.2 调频波的调制与解调
        2.2.1 调频波的调制
        2.2.2 调频波的解调思路
        2.2.3 斜率鉴频的基本原理
    2.3 本章小结
第3章 电路整体结构和基本工作原理
    3.1 传感器总体结构
    3.2 LC振荡器部分
    3.3 积分电路部分
    3.4 包络鉴测电路部分
        3.4.1 基于改进的施密特电路的初步鉴幅
        3.4.2 利用低通滤波器进行脉冲波整形
    3.5 电路输出部分
    3.6 电路总体性能介绍
    3.7 本章小结
第4章 包络鉴测电路的深入探究
    4.1 包络鉴测电路的基础研究
        4.1.1 经典施密特电路的详细工作机制
        4.1.2 电路中包含的包络检波原理
    4.2 影响电路性能的元件及其原理
        4.2.1 加入加速电容对于脉冲翻转速度的影响
        4.2.2 加入射极对地电容后的主要影响
        4.2.3 射极对地电容取值大小对回差的影响
    4.3 电路模型与数学推导
        4.3.1 包络鉴测电路数学模型建立
        4.3.2 结合数学模型理解电路工作过程
    4.4 本章小结
第5章 电路的拓展应用
    5.1 电路性能改进
    5.2 双探头传感器电路判断转向
        5.2.1 传感器判断转向的两种思路
        5.2.2 双探头电路设计
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
学位论文评阅及答辩情况表

(2)高分辨率双频激光干涉仪信号处理系统的设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的目的及意义
    1.2 课题的国内外研究现状
    1.3 课题的主要研究内容
    1.4 论文结构
2 系统总体方案设计
    2.1 双频激光干涉仪工作原理
    2.2 系统总体设计方案
    2.3 系统的组成结构
        2.3.1 设计准则
        2.3.2 硬件设计
        2.3.3 软件设计
    2.4 本章小结
3 预处理电路
    3.1 光电接收模块
        3.1.1 前置转化电路
        3.1.2 初级放大电路
        3.1.3 滤波电路
        3.1.4 主放大电路
    3.2 降频模块
        3.2.1 混频器
        3.2.2 振荡器和功分器
    3.3 整形电路
    3.4 本章小结
4 高分辨率细分计数电路
    4.1 相位差测量电路
        4.1.1 AD8302 的测量原理
        4.1.2 D触发器
        4.1.3 A/D转换器
    4.2 基于CPLD的计数系统
        4.2.1 CPLD简介
        4.2.2 CPLD开发环境介绍
        4.2.3 VHDL及 Verilog HDL介绍
        4.2.4 CPLD及ARM选型
        4.2.5 CPLD与ARM硬件连接电路
        4.2.6 CPLD及 ARM计数原理
    4.3 本章小结
5 误差分析与实验验证
    5.1 误差分析
    5.2 实验验证
        5.2.1 系统分辨率验证
        5.2.2 系统高测速验证
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者在读期间科研成果简介
致谢

(3)超高频、低延时、大功率IGBT驱动模块(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 论文的研究背景及依据
    1.2 IGBT器件及其驱动模块国内外研究现状
        1.2.1 IGBT器件国内外研究现状
        1.2.2 IGBT驱动模块国内外研究现状
    1.3 本论文主要研究内容
第二章 IGBT器件基本原理及其驱动策略分析
    2.1 IGBT器件原理分析
    2.2 IGBT工作特性
        2.2.1 IGBT静态特性
        2.2.2 IGBT动态特性
    2.3 IGBT内部等效电路分析
    2.4 IGBT有源等效模型
    2.5 IGBT驱动策略分析
        2.5.1 IGBT驱动电路模块组成
        2.5.2 输入信号整形模块
        2.5.3 输入信号隔离模块
        2.5.4 功率放大模块
        2.5.5 驱动回路参数模块
        2.5.6 驱动保护模块
    2.6 本章小结
第三章 不对称式图腾柱电路和驱动回路参数分析及优化设计
    3.1 不对称式图腾柱电路驱动板与集成芯片驱动分析
        3.1.1 不对称式图腾柱驱动板驱动MOSFET原理分析
        3.1.2 不对称式图腾柱驱动板驱动实物
        3.1.3 不对称式图腾柱驱动板驱动MOSFET实测波形
        3.1.4 集成芯片直接驱动MOSFET分析
        3.1.5 SG3525 驱动板驱动MOSFET实测波形
        3.1.6 本文驱动板设计思路
    3.2 不对称式图腾柱驱动电路优化设计
    3.3 驱动回路参数优化设计
        3.3.1 开通驱动回路建模
        3.3.2 关断驱动回路建模
    3.4 本章小结
第四章 驱动板的电源完整性及电磁兼容性分析设计
    4.1 驱动板整体原理图分析
    4.2 驱动板的电源完整性分析
        4.2.1 驱动板电源完整性的研究意义
        4.2.2 驱动板电源噪声来源分析
        4.2.3 电容退耦分析
        4.2.4 退耦电容的选择
        4.2.5 多级π型滤波
    4.3 驱动板电路优化设计
        4.3.1 直流电源电路电源完整性优化设计
        4.3.2 SI8621BC电路电源完整性优化设计
        4.3.3 不对称式图腾柱电路优化设计
        4.3.4 电源指示灯电路
    4.4 驱动板的电磁兼容性分析
        4.4.1 驱动板电磁兼容性的研究意义
        4.4.2 电磁兼容性含义及其组成
        4.4.3 PCB板层叠设计
        4.4.4 驱动板的PCB设计
    4.5 驱动板实物
    4.6 本章小结
第五章 仿真与实测波形验证
    5.1 不对称式图腾柱电路及驱动回路参数仿真
        5.1.1 不对称式图腾柱电路仿真
        5.1.2 驱动回路参数仿真
    5.2 驱动板实测平台
    5.3 驱动板实测波形验证
        5.3.1 SI8621BC芯片实测波形
        5.3.2 不对称式图腾柱电路实测波形
        5.3.3 驱动板传输延时实测波形
        5.3.4 传统及优化驱动回路参数实测波形及驱动板更高驱动频率展示
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 不足与展望
致谢
参考文献
附录 A 攻读硕士学位期间学术成果

(4)GaN功率器件驱动器的CMTI研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 GaN驱动器的研究背景
        1.1.2 GaN功率器件的优势
        1.1.3 GaN驱动器CMTI的研究意义
    1.2 国内外研究和现状
        1.2.1 电容隔离器
        1.2.2 磁耦隔离器
    1.3 本论文的主要内容及结构安排
第二章 GaN驱动器的CMTI分析与提升方案
    2.1 增强型GaN器件的特点
        2.1.1 增强型GaN器件的结构
        2.1.2 增强型GaN器件开关过程
    2.2 半桥栅极驱动器中的CMT噪声分析
        2.2.1 d V/dt效应对低侧驱动的影响
        2.2.2 di/dt效应对低侧驱动的影响
        2.2.3 地弹噪声对驱动电路的影响
        2.2.4 d V/dt效应对前级控制信号的影响
    2.3 隔离器的基本原理及特性分析
        2.3.1 光耦隔离器
        2.3.2 电容隔离器
        2.3.3 磁耦隔离器
    2.4 信号调制技术
        2.4.1 脉冲式调制技术
        2.4.2 开关键控调制技术
        2.4.3 混合调制技术
    2.5 GaN驱动器的整体设计方案
    2.6 本章小结
第三章 片上变压器与发射机的设计与仿真
    3.1 片上变压器的设计与仿真
        3.1.1 片上变压器结构
        3.1.2 片上变压器参数优化
        3.1.3 片上变压器的仿真
    3.2 发射机的设计与仿真
        3.2.1 发射机特性分析
        3.2.2 发射机CMT噪声分析
        3.2.3 发射机的设计
        3.2.4 发射机的仿真
    3.3 本章小结
第四章 接收机的设计、仿真以及整体仿真
    4.1 接收机的设计
        4.1.1 前置放大器的设计
        4.1.2 ASK解调器的特性分析
        4.1.3 ASK解调器的设计
    4.2 接收机的仿真
        4.2.1 前置放大器的仿真
        4.2.2 ASK解调器的仿真
    4.3 整体仿真
    4.4 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 总结
    5.2 后续工作与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(5)高性能低成本CMOS温度传感器研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
缩写、符号清单、术语表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 CMOS温度传感器的挑战
    1.3 CMOS温度传感器的研究现状
    1.4 论文研究内容和目标
    1.5 论文架构和章节安排
2 CMOS温度传感器的架构分类及关键电路设计技术基础
    2.1 基于信号域的CMOS温度传感器架构分类
    2.2 基于电压/电流域读出的CMOS温度传感器架构
        2.2.1 基于电压域读出的CMOS温度传感器
        2.2.2 基于电流域读出的CMOS温度传感器
        2.2.3 基于电压/电流域读出的CMOS温度传感器架构性能总结
    2.3 基于时域/频域读出的CMOS温度传感器架构
        2.3.1 基于时域读出的CMOS温度传感器
        2.3.2 基于频域读出的CMOS温度传感器
        2.3.3 基于时域/频域读出的CMOS温度传感器架构性能总结
    2.4 其他类型CMOS温度传感器
    2.5 CMOS温度传感器电路设计关键技术基础
        2.5.1 斩波稳定技术
        2.5.2 自动调零技术
        2.5.3 动态元件匹配技术
        2.5.4 过采样和量化噪声整形技术
    2.6 本章小结
3 基于电压/电流域读出的CMOS温度传感器设计
    3.1 高精度BJT型 CMOS温度传感器设计所面临的挑战
        3.1.1 有限电流增益
        3.1.2 发射极等效电阻
    3.2 降低有限电流增益影响的电路设计技术
        3.2.1 电流增益等效增强技术
        3.2.2 电流增益补偿技术
    3.3 采用电流增益补偿技术后偏置电路的简并点分析
    3.4 用于电能计量MCU的高精度电压域读出CMOS温度传感器设计
        3.4.1 用于电能计量MCU的温度传感器需求介绍
        3.4.2 面向电能计量MCU的电压域高精度温度传感器架构设计
        3.4.3 基于PNP三级管的模拟前端电路电路设计
        3.4.4 电压域读出接口电路设计
        3.4.5 测试结果及分析
    3.5 基于电流域读出的免校准CMOS温度传感器设计
        3.5.1 免校准CMOS温度传感器在片上热管理的应用
        3.5.2 基于PNP三极管的电流域免校准温度传感器读出系统架构
        3.5.3 动态电流增益补偿技术
        3.5.4 具体电路实现
        3.5.5 测试结果及分析
    3.6 本章小结
4 基于时域/频域读出的CMOS温度传感器设计
    4.1 电容复用的直接电压-占空比转换器
        4.1.1 现有电压/电流-占空比转换器
        4.1.2 电容复用电压-占空比转换器
    4.2 基于BJT的时域占空比调制输出温度传感器设计
        4.2.1 电路实现
        4.2.2 芯片测试和分析
    4.3 基于电阻的时域占空比调制输出温度传感器设计
        4.3.1 CMOS工艺下的电阻
        4.3.2 基于电阻的占空比调制输出温度传感器架构
        4.3.3 电路实现
        4.3.4 测试验证与分析
    4.4 基于BJT的频域读出高速CMOS温度传感器设计
        4.4.1 系统架构设计
        4.4.2 两步动态范围提升
        4.4.3 具体电路设计
        4.4.4 工艺偏差和电压灵敏度仿真分析
        4.4.5 测试结果及分析
    4.5 本章小结
5 全数字小面积低功耗CMOS温度传感器设计
    5.1 基于RO的全数字CMOS温度传感器的优势和挑战
    5.2 现有抗电源抑制RO读出数字CMOS温度传感器方案
    5.3 所提出的抗电源抑制RO读出数字CMOS温度传感器方案
        5.3.1 漏电流-频率转换
        5.3.2 电压灵敏度分析
    5.4 基于SMIC55-nm CMOS工艺的全数字超小面积CMOS温度传感器设计
        5.4.1 整体电路架构设计
        5.4.2 具体电路设计和仿真分析
        5.4.3 测试结果及分析
        5.4.4 和现有工作比较
    5.5 基于UMC55-nm CMOS工艺的全数字低功耗CMOS温度传感器设计
        5.5.1 低功耗延时单元改进
        5.5.2 电压灵敏度的鲁棒性改进
        5.5.3 低功耗FDC
        5.5.4 芯片测试及验证
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 未来研究展望
参考文献
作者简历
攻读博士学位期间的主要研究成果

(6)氮化镓功率器件栅驱动芯片关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 氮化镓功率器件栅驱动芯片技术研究现状与发展
    1.3 主要研究内容
第二章 低延时瞬态噪声抑制技术研究
    2.1 瞬态dVs/dt噪声产生机理
    2.2 高压瞬态噪声干扰驱动芯片的工作机理
    2.3 传统瞬时噪声抑制技术
    2.4 新型低延时双重互锁瞬态噪声抑制技术
    2.5 本章小结
第三章 氮化镓功率器件栅极过压保护技术研究
    3.1 氮化镓功率器件栅极击穿特性
    3.2 栅极过压的形成机理
    3.3 传统电压钳位保护技术
    3.4 新型双电平自举栅极钳位保护技术
    3.5 本章小结
第四章 防直通自适应死区技术研究
    4.1 氮化镓功率器件反向导通特性
    4.2 氮化镓功率器件续流状态形成机理
    4.3 传统自适应死区技术
    4.4 新型阶梯式自适应死区技术
    4.5 本章小结
第五章 氮化镓功率器件专用驱动芯片设计与测试分析
    5.1 氮化镓功率器件驱动芯片整体架构
    5.2 接口电路与保护电路设计
    5.3 新型高调谐线性度张弛振荡器
    5.4 版图设计
    5.5 测试分析
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
博士期间的研究成果

(7)基于电导法的原油含水率检测系统的设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的与意义
    1.2 国内外含水率检测技术的研究现状
        1.2.1 含水率检测技术
        1.2.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容
第2章 硬件测量原理
    2.1 电导率的基本概念
    2.2 电极电导率测量的影响因素
    2.3 电极电导率的优缺点
    2.4 电极电导率的测量原理
    2.5 含水率的计算方法
    2.6 本章小结
第3章 硬件电路设计
    3.1 系统工作原理
    3.2 硬件电路总体结构设计
    3.3 系统的结构框图
    3.4 信息采集电路的设计
    3.5 信号处理电路的设计
        3.5.1 过零比较器
        3.5.2 施密特触发器
    3.6 仿真实验
        3.6.1 基于过零比较器的仿真实验
        3.6.2 基于施密特触发器的仿真实验
    3.7 测量板硬件原理图
    3.8 微处理器最小系统的设计
    3.9 单片机选型以及电导率探头选型
    3.10 本章小结
第4章 软件系统设计
    4.1 软件开发环境
    4.2 固件库的软件开发
    4.3 软件系统总体设计思路
    4.4 系统初始化
    4.5 系统通讯
    4.6 系统采样
    4.7 滤波算法
    4.8 显示设计
    4.9 本章小结
第5章 系统的综合测试
    5.1 硬件电路仿真
    5.2 系统输出结果
    5.3 硬件电路实验
    5.4 测量结果准确性的实验
    5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
个人简历

(8)微惯性测量单元中电源管理电路设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 课题来源
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本课题的目的及意义
    1.4 主要研究内容
第2章 微惯性测量单元中电源管理电路原理
    2.1 引言
    2.2 微惯性测量单元及其接口电路分析
    2.3 微惯性测量单元电源管理整体电路原理
    2.4 升压电路的工作原理
        2.4.1 电荷泵的工作原理
    2.5 稳压电路的工作原理
        2.5.1 LDO的工作原理
        2.5.2 功率管的工作原理
        2.5.3 误差放大器的分析原理
        2.5.4 带隙基准的工作原理
        2.5.5 反馈环路的工作原理
    2.6 辅助电路的工作原理
        2.6.1 启动电路的工作原理
        2.6.2 保护电路的工作原理
        2.6.3 偏置电压源的工作原理
        2.6.4 偏置电流源的工作原理
    2.7 本章小结
第3章 微惯性测量单元中电源管理电路设计
    3.1 引言
    3.2 整体电源管理电路结构设计
    3.3 升压部分电路结构设计
        3.3.1 振荡电路
        3.3.2 施密特触发器
        3.3.3 反相不交叠时钟
        3.3.4 电荷泵
    3.4 稳压部分电路结构设计
        3.4.1 LDO电路
        3.4.2 功率管
        3.4.3 反馈网络
        3.4.4 误差放大器
        3.4.5 带隙基准
    3.5 本章小结
第4章 微惯性测量单元中电源管理电路仿真与分析
    4.1 引言
    4.2 微惯性测量单元整体电路结构及各模块划分
    4.3 电路仿真结果
        4.3.1 整体电路仿真结果
        4.3.2 升压部分电路仿真结果与分析
        4.3.3 稳压部分电路仿真结果与分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢

(9)用于碳化硅MOSFET与硅IGBT的驱动电路研究与设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究工作的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 IGBT驱动技术研究现状
        1.2.2 碳化硅MOSFET驱动技术研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
第二章 IGBT与碳化硅MOSFET的基本特性
    2.1 基本结构
    2.2 等效电路图与工作原理
    2.3 静态特性
        2.3.1 转移特性对比
        2.3.2 输出特性对比
    2.4 动态特性
        2.4.1 IGBT的开关特性
        2.4.2 碳化硅MOSFET的开关特性
        2.4.3 碳化硅MOSFET与 IGBT的开关损耗特性对比
    2.5 擎住效应
    2.6 安全工作区
        2.6.1 IGBT的安全工作区
        2.6.2 碳化硅MOSFET的安全工作区
    2.7 本章小结
第三章 驱动电路设计
    3.1 IGBT对栅极驱动的基本要求
    3.2 碳化硅MOSFET对栅极驱动的要求
    3.3 驱动电路整体架构设计
        3.3.1 栅极驱动电压的选取
        3.3.2 栅极驱动电阻的选取
    3.4 驱动传输电路设计
        3.4.1 信号输入接口电路
        3.4.2 脉冲调制解调电路
        3.4.2.1 脉冲调制电路设计
        3.4.2.2 脉冲变压器设计
        3.4.2.3 脉冲解调电路设计
        3.4.3 栅极驱动电路
    3.5 本章小结
第四章 保护电路设计
    4.1 过压故障类型及保护
        4.1.1 栅极-发射极(栅极-源极)过压及保护
        4.1.2 集电极-发射极(漏极-源极)过压及保护
    4.2 过流故障类型及保护
        4.2.1 负载过流检测保护
        4.2.2 短路检测保护电路
    4.3 过温故障及保护电路
    4.4 欠压保护电路
    4.5 保护电路工作原理
    4.6 本章小结
第五章 驱动电源电路设计
    5.1 DC/DC变换电路
    5.2 驱动电路隔离电源主电路设计
        5.2.1 主电路拓扑选取
        5.2.2 隔离变压器的设计
    5.3 本章小结
第六章 仿真实验验证
    6.1 调制解调电路的仿真验证
    6.2 功率放大电路的仿真验证
    6.3 硅IGBT双脉冲仿真验证
    6.4 碳化硅MOSFET双脉冲仿真验证
    6.5 保护电路的软件仿真验证
    6.6 本章小结
第七章 结论
    7.1 工作小结
    7.2 未来展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(10)基于双相采样的真随机数发生器的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 随机数发生器的发展历程
    1.3 随机数发生器的研究现状
    1.4 本文的研究内容
第2章 随机数以及随机数发生器介绍
    2.1 随机数的基本概念
    2.2 随机数发生器的类型和原理
        2.2.1 常用伪随机数发生器的工作原理
        2.2.2 真随机数发生器的工作原理
    2.3 随机数检测标准
    2.4 本章小结
第3章 振荡器双相采样架构
    3.1 原始序列均匀性对输出序列随机性的意义
    3.2 单相采样架构影响因素分析
        3.2.1 采样沿位置
        3.2.2 低频信号抖动标准差与高频信号周期
        3.2.3 高频信号占空比
    3.3 双相采样架构
        3.3.1 工作原理
        3.3.2 两种采样架构的对比分析
    3.4 本章小结
第4章 基于双相采样的真随机数发生器设计与仿真
    4.1 基于双相采样的真随机数发生器
        4.1.1 基于施密特触发器和噪声放大器的低频振荡器
        4.1.2 耦合环形高频振荡器
        4.1.3 后处理模块
    4.2 低电压带隙基准电压源
        4.2.1 带隙基准源的工作原理
        4.2.2 低电压带隙基准电压源的设计
    4.3 电路仿真及随机性分析
        4.3.1 电路功能仿真
        4.3.2 随机性检测
    4.4 本章小结
第5章 版图设计
    5.1 版图技术
    5.2 模拟电路版图说明
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
深圳大学 指导教师对研究生学位论文的学术评语
深圳大学研究生学位(毕业)论文 答辩委员会决议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果

四、提高施密特触发器性能的简单方法(论文参考文献)

  • [1]微功耗高速高探距无磁传感器研究[D]. 马世铭. 山东大学, 2021(12)
  • [2]高分辨率双频激光干涉仪信号处理系统的设计[D]. 史庆. 四川大学, 2021(02)
  • [3]超高频、低延时、大功率IGBT驱动模块[D]. 谢佳明. 昆明理工大学, 2021(01)
  • [4]GaN功率器件驱动器的CMTI研究[D]. 黎明. 电子科技大学, 2021(01)
  • [5]高性能低成本CMOS温度传感器研究[D]. 唐中. 浙江大学, 2020(01)
  • [6]氮化镓功率器件栅驱动芯片关键技术研究[D]. 陆扬扬. 东南大学, 2020(01)
  • [7]基于电导法的原油含水率检测系统的设计[D]. 徐向东. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
  • [8]微惯性测量单元中电源管理电路设计[D]. 赵新生. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
  • [9]用于碳化硅MOSFET与硅IGBT的驱动电路研究与设计[D]. 谢嘉林. 电子科技大学, 2020(08)
  • [10]基于双相采样的真随机数发生器的研究与设计[D]. 薛晖耀. 深圳大学, 2020(10)

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提高施密特触发器性能的简单方法
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