模擬ic設計經典的入門教程,分析很透徹,適合初學者進行系統(tǒng)的認識模擬電路的設計方法,對于有經驗的工作者,也可當作設計參考
上傳時間: 2013-05-24
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微機電系統(tǒng)(MEMS)器件的構成涉及微電子、微機械、微動力、微熱力、微流體學、材料、物理、化學、生物等多個領域,形成了多能量域并交叉耦合。為其產品的建模、仿真以及優(yōu)化設計帶來了較大的難度。由于靜電驅動的原理簡單使其成為MEMS器件中機械動作的主要來源。而梳齒結構在MEMS器件中有廣泛的應用:微諧振器、微機械加速度計、微機械陀螺儀、微鏡、微鑷、微泵等。所以做為MEMS的重要驅動方式和結構形式,靜電驅動梳齒結構MEMS器件的耦合場仿真分析以及優(yōu)化設計對MEMS的開發(fā)具有很重要的意義。本課題的研究對靜電驅動梳齒結構MEMS器件的設計具有較大的理論研究意義。 本文的研究工作主要包括以下幾個方面: 1、采用降階宏建模技術快速求解靜電梳齒驅動器靜電-結構耦合問題,降階建模被用于表示微諧振器的靜態(tài)動態(tài)特性。論文采用降階建模方法詳細分析了靜電梳齒驅動器的各參數(shù)對所產生靜電力以及驅動位移的關系;并對靜電梳齒驅動器梳齒電容結構的靜電場進行分析和模擬,深入討論了邊緣效應的影響;還對微諧振器動態(tài)特性的各個模態(tài)進行仿真分析,并計算分析了前六階模態(tài)的頻率和諧振幅值。仿真結果表明降階建模方法能夠快速、準確地實現(xiàn)多耦合域的求解。 2、從系統(tǒng)角度出發(fā)考慮了各個子系統(tǒng)對叉指式微機械陀螺儀特性的影響,系統(tǒng)詳細地分析了與叉指狀微機械陀螺儀性能指標-靈敏度密切相關的結構特性、電子電路、加工工藝和空氣阻尼,并在此分析的基礎上建立了陀螺的統(tǒng)一多學科優(yōu)化模型并對其進行多學科優(yōu)化設計。將遺傳算法和差分進化算法的全局尋優(yōu)與陀螺儀系統(tǒng)級優(yōu)化相結合,證實了遺傳算法和差分進化算法在MEMS系統(tǒng)級優(yōu)化中的可行性,并比較遺傳算法和差分進化算法的優(yōu)化結果,差分進化算法的優(yōu)化結果較大地改善了器件的性能。 3、從系統(tǒng)角度出發(fā)考慮了各個子系統(tǒng)對梳齒式微加速度計特性的影響,在對梳齒式微加速度計各個學科的設計要素進行分析的基礎上,對各個子系統(tǒng)分別建立相對獨立的優(yōu)化模型,采用差分進化算法和多目標遺傳算法對其進行優(yōu)化設計。證實了差分進化算法和多目標遺傳算法對多個子系統(tǒng)耦合的系統(tǒng)級優(yōu)化的可行性,并比較了將多目標轉換為單目標進行優(yōu)化和采用多目標進行優(yōu)化的區(qū)別和結果,優(yōu)化結果使器件的性能得到了改善。
上傳時間: 2013-05-15
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近年來,隨著工農業(yè)的迅速發(fā)展,世界能源消耗速度急劇增加。因此,新能源和節(jié)能技術的開發(fā)已經成為世界各國科技工作者的當務之急。而機車制動能量回收系統(tǒng)是目前國內外節(jié)能技術方面研究的熱點之一。 超級電容作為一種新型電荷儲能元件,具有大容量、大電流快速充放電、壽命長和無污染等特性。這些獨特的優(yōu)點使其在儲能和能量回收方面有著廣闊的應用前景。但是由于超級電容單體電壓的差異,如不對其進行實時檢測,在使用過程中將對整個組件的性能造成極大的影響。另外對超級電容內部特性的不了解也會對其使用造成障礙。 對超級電容電壓檢測方案的研究和對超級電容時域模型的研究,將為超級電容的電壓均衡方案和超級電容的電參數(shù)分析提供支持,從而為整個能量回收系統(tǒng)的控制策略提供理論依據。因此以上兩方面的研究將是整篇論文的核心內容。 本文采用模塊化的設計理念,提出了一種兼顧均壓的新型電壓檢測方案。在軟件設計方面,對電壓檢測系統(tǒng)的軟件架構進行分析,利用LabVIEW和ZLGCAN驅動函數(shù)包設計了友好的上位機軟件監(jiān)控界面。本文利用誤差理論相關知識,對超級電容電壓檢測電路的誤差精度進行了詳細分析。 本文對兩種超級電容時域模型進行建模和參數(shù)推導,并通過試驗驗證了所建模型的正確性。
上傳時間: 2013-05-16
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在傳統(tǒng)的直線驅動場合,都是由旋轉電機提供原動力,再由絲杠、絲桿、齒條等中間機構轉換為直線運動。這樣的設置,不僅在中間傳動過程中消耗了大量的能量,而且摩擦產生的噪聲也非常明顯,同時也給系統(tǒng)的維護工作帶來了麻煩。 直線電機的出現(xiàn)可以使上述問題得到解決,由于具備直接將電能轉化為直線運動的能力,直線電機已經在機床驅動、集成電路組裝等場合逐漸取代了傳統(tǒng)的旋轉電機的位置。 自19世紀中期直線電機的概念被首次提出以來,經過孕育、實驗、開發(fā)和實用這四個階段的發(fā)展,并借助于電力電子技術,以及日漸成熟的直線電機控制技術,直線電機已經廣泛應用到了制造業(yè)、交通運輸業(yè)等各個方面。 與旋轉電機類似,按工作原理的不同,直線電機也有著各種類型,應用較多的是直線步進電機、直線同步電機和直線感應電機。其中直線步進電機更多的是應用在需要精確定位的場合,比如半導體工業(yè);后兩者則被應用在需要連續(xù)和大推力的場合,比如機床。而直線同步電機,尤其是永磁直線同步電機,憑借更大的單位面積推力、更高的效率等優(yōu)點受到了更多的青睞,與此同時,由于沒有了勵磁繞組,電機的整個結構也得以簡化。另一方面,我國豐富的稀土資源也為這種電機的發(fā)展提供了廣泛空間。 作為一種較為新穎的電機,目前國內仍缺乏系統(tǒng)化的永磁直線同步電機設計方案,尤其是電樞繞組部分。常用的方法仍是基于傳統(tǒng)的旋轉電機,例如使用雙層疊繞組方案。通過對實際電機的軟件模擬,我們發(fā)現(xiàn)這樣的設計思路的表現(xiàn)并不能令人滿意,比如造成了動子線圈槽滿率過大,電機設計難以形成系列化等缺點,而電機本身輸出推力的波動也較大。 針對傳統(tǒng)方案的一系列缺點,本文提出了一種新的永磁直線同步電機設計方案。該方案基于“單元電機”的概念,使用單層同心式線圈。當目標推力要求變化時,只需改變“單元電機”的數(shù)目和排列組合的方式,就可以達到改變的目的。而每個單元中的繞組連接方式則不需要改變,由此避免了繁瑣而復雜的繞組設計,這就給電機的系列化設計帶來了便捷。同時,單層繞組的使用也更方便嵌線,也更有利于降低銅耗,提高效率。 在完成單元電機設計任務的基礎上,本文利用加拿大Infolytica公司出品的電磁場有限元分析軟件MagNet對電機的運行進行了模擬,并得到了電機的額定輸出推力曲線和反電動勢曲線,輸出推力曲線較之傳統(tǒng)方案也更平穩(wěn)。體現(xiàn)了該設計方案的優(yōu)越性。
上傳時間: 2013-06-29
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本書從基本的直流電源知識開始,詳盡介紹了電源電路中各部分單元電路工作原理、識圖方法、電路故障分析思路,最后介紹了動手裝配直流電源的全過程。
上傳時間: 2013-07-08
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從基本的放大器電路知識開始,詳盡介紹了數(shù)十種使用頻率很高的放大器電路工作原理、識圖方法、電路故障分析思路,還比較詳細地介紹了膽機中的電子管放大器基礎知識,最后介紹了萬用表檢修放大器的全過程。
上傳時間: 2013-04-24
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矢量控制一直是電機控制領域的熱門話題。本文以異步電機為研究對象,以矢量控制的解耦思想為基礎,采用自動控制的有關方法,對矢量控制進行了探討,著重研究了矢量控制系統(tǒng)中控制器的設計。 @@ 本文對矢量控制和自動控制的相關理論進行了簡單的介紹,包括矢量控制的原理、坐標變換、控制系統(tǒng)的性能指標等。按照矢量控制的解耦思想將耦合的交流電機模擬為解耦的直流電機進行控制,解耦后的交流電機可對轉子磁鏈和轉速進行獨立控制。在設計磁鏈控制器和速度控制器時,通過使用自動控制的相關原理,使得轉子磁鏈和電機轉速達到了預期的性能要求。本文使用的設計方法是先在連續(xù)域下設計控制器,然后將其離散化為數(shù)字控制器,并對連續(xù)域下的控制器和離散域下的控制器進行了仿真和比較。電機轉速是本文的一個重要參數(shù),文中專門設計了轉速實驗,并對測量結果進行了誤差分析。最后,對本文設計方法的不足之處進行了簡單的說明,也給出了對應的改善方法。 @@ 仿真表明,本文設計的矢量控制系統(tǒng)達到了良好的控制效果。 @@關鍵字:矢量控制、磁鏈調節(jié)器、速度調節(jié)器
標簽: 異步電機 分 矢量控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-17
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在電力系統(tǒng)容量日益擴大和電網電壓運行等級不斷提高的潮流下,傳統(tǒng)電磁式互感器在運行中暴露出越來越多的弊端,難以滿足電力系統(tǒng)向自動化、標準化和數(shù)字化的發(fā)展需求,電子式互感器取代傳統(tǒng)電磁式互感器已經成為一種必然的趨勢,并成為人們研究的熱點。本文圍繞電子式電流互感器高壓側數(shù)據采集系統(tǒng)進行了研究與設計。 Rogowski線圈是電流傳感元件,本文總紿了Rogowski線圈的基本原理,其中包括線圈的等效電路和相量圖,線圈的電磁參數(shù)計算。在理論研究的基礎上,結合實際設計一款高精度PCBRogowski線圈。電容分壓器是電壓傳感元件,文章中介紹了傳感器的原理、傳感器的模型結構,針對其自身結構缺陷和工作環(huán)境的電磁干擾,提出具有針對性的電磁兼容設計方法。 積分器的性能一直是影響Rogowski線圈電流傳感器的精度和穩(wěn)定性的重要因素之一。模擬積分器具有結構簡單、響應速度快、輸入動態(tài)范圍大等優(yōu)點;數(shù)字積分器具有性能穩(wěn)定,精度高等優(yōu)點。后者的優(yōu)勢使其成為近年來Rogowski線圈電流互感器實用化研究的一個熱點問題。本文設計了一套數(shù)字積分器設計的方法,其中包括了積分算法的選擇,積分輸入采樣率和分辨率的確定,數(shù)字積分器的通用結構,積分初值的選擇方法等。 為了保證系統(tǒng)的運行穩(wěn)定,文章中的系統(tǒng)只采用激光供電模式,降低數(shù)據采集系統(tǒng)的功耗就成了系統(tǒng)設計的一個重要環(huán)節(jié)。文章中介紹了一些實用的低功耗處理方法,分析了激光器的特性,光電池的特性和光電轉換器件的特性,并根據這些器件的特性,改進了數(shù)據發(fā)送激光器的驅動電路,大幅度降低了系統(tǒng)的功耗,保證了系統(tǒng)在較低供電功率條件下的正常運行。 論文最后對全文工作進行總結,提出進一步需要解決的問題。
上傳時間: 2013-07-10
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隨著信息技術的飛速發(fā)展,數(shù)據吞吐量急劇增長,要求有更高的傳輸速度,來滿足大量數(shù)據的傳輸,而原有的并行數(shù)據傳輸總線結構上存在自身無法克服的缺陷,在高頻環(huán)境下容易串擾,而增大誤碼率。SATA串行總線技術應運而生。作為一種新型的總線接口,它提供了高達3.0Gbps的數(shù)據傳輸速率,使用8B/10B編碼格式,采用LVDS NRZ串行數(shù)據傳輸方式,有良好的抗干擾性能,有更強的達到32位的循環(huán)冗余校驗,并且提供了良好的物理接口特性,支持熱拔插,代表著計算機總線接口技術的發(fā)展方向。FPGA作為一種低功耗的半導體器件,在高頻工作環(huán)境中有優(yōu)良的性能,將處理器與低功耗FPGA結合起來使用是數(shù)據存儲應用的趨勢,這樣能夠使得接口方案更加靈活。而在眾多FPGA器件中,Xilinx公司的Virtex-4平臺內部集成了PowerPC高性能處理器,并且其中提供了Rocket IO MGT這種嵌入式的多速率串行收發(fā)器,能夠以6.25-622Mb/s的速度傳送數(shù)據,并且支持包括SATA協(xié)議在內的多種串行通信協(xié)議。 本文從物理層、鏈路層、傳輸層分析了SATA1.0技術的接口協(xié)議,在此基礎提出滿足協(xié)議需求和適合FPGA設計的設計方案,并給出總體設計框圖,依照FPGA的設計方法,采用Xilinx公司的Virtex-4設計了一個符合SATA1.0接口協(xié)議的嵌入式存儲裝置,實現(xiàn)數(shù)據的存儲,仿真運行結果正常。
標簽: SerialATA FPGA 嵌入式系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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電源是電子設備的重要組成部分,其性能的優(yōu)劣直接影響著電子設備的穩(wěn)定性和可靠性。隨著電子技術的發(fā)展,電子設備的種類越來越多,其對電源的要求也更加靈活多樣,因此如何很好的解決系統(tǒng)的電源問題已經成為了系統(tǒng)成敗的關鍵因素。 本論文研究選取了BICMOS工藝,具有功耗低、集成度高、驅動能力強等優(yōu)點。根據電流模式的PWM控制原理,研究設計了一款基于BICMOS工藝的雙相DC-DC電源管理芯片。本電源管理芯片自動控制兩路單獨的轉換器工作,兩相結構能提供大的輸出電流,但是在開關上的功耗卻很低。芯片能夠精確的調整CPU核心電壓,對稱不同通道之間的電流。本電源管理芯片單獨檢測每一通道上的電流,以精確的獲得每個通道上的電流信息,從而更好的進行電流對稱以及電路的保護。 文中對該DC-DC電源管理芯片的主要功能模塊,如振蕩器電路、鋸齒波發(fā)生電路、比較器電路、平均電流電路、電流檢測電路等進行了設計并給出了仿真驗證結果。該芯片只需外接少數(shù)元件就可構成一個高性能的雙相DC-DC開關電源,可廣泛應用于CPU供電系統(tǒng)等。 通過應用Hspice軟件對該變換器芯片的主要模塊電路進行仿真,驗證了設計方案和理論分析的可行性和正確性,同時在芯片模塊電路設計的基礎上,應用0.8μmBICMOS工藝設計規(guī)則完成了芯片主要模塊的版圖繪制,編寫了DRC、LVS文件并驗證了版圖的正確性。所設計的基于BICMOS工藝的DC-DC電源管理芯片的均流控制電路達到了預期的要求。
上傳時間: 2013-06-06
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