基于观测器的混沌广义同步解析设计

提出用改进的状态观测器研究混沌广义同步问题.采用解析法求得了混沌广义同步的响应系统.从状态观测器理论，得到驱动和响应系统全局渐进线性广义同步的充分条件.以超混沌R?ssler系统为例，数值研究了该同步方法.结果表明了它的有效性. 关键词： 混沌 广义同步 状态观测器 R?ssler系统     

一类混沌系统的同步方法

针对一类混沌系统的特点,任意构造满足一定条件的响应系统,根据滑模控制策略得到实现两者同步的反馈控制器.在可测同步误差基础上,利用扩张状态观测器来估计驱动系统与“构造”的响应系统之间的差异,把上述反馈控制策略转变为物理可实现的控制器并实现两者的同步.以Duffing和Chua’s电路为例的仿真表明效果良好 关键词： 混沌同步 滑模控制 扩张状态观测器     

快脉冲直线型变压器驱动源同步触发系统

提出了一种基于单传输线脉冲成形技术的模块化快脉冲直线型变压器驱动源的同步触发系统的概念设计,主要由级数较少的Marx发生器、脉冲形成线、主开关、脉冲传输线及触发引出电缆等组成。利用等效电路模型,研究了Marx发生器与脉冲形成线的配合关系,当发生器同时驱动多路形成线时,可以有效增加触发脉冲的数量,并能提高能量利用效率,但触发脉冲的幅值会降低。研究了水介质线阻抗与引出电缆数量对触发脉冲的影响,结果表明：随着电缆序号的增加,触发脉冲的幅值逐渐降低,并且水介质线的阻抗越高,幅值降低的速度越快。触发脉冲也可同时引出,驱动单路形成线输出60路时,触发脉冲的峰值约为293 kV,前沿约11 ns;当驱动5路形成线输出300路时,触发脉冲的峰值约为151 kV,前沿约11 ns。     

快脉冲直线型变压器驱动源同步触发系统

提出了一种基于单传输线脉冲成形技术的模块化快脉冲直线型变压器驱动源的同步触发系统的概念设计,主要由级数较少的Marx发生器、脉冲形成线、主开关、脉冲传输线及触发引出电缆等组成。利用等效电路模型,研究了Marx发生器与脉冲形成线的配合关系,当发生器同时驱动多路形成线时,可以有效增加触发脉冲的数量,并能提高能量利用效率,但触发脉冲的幅值会降低。研究了水介质线阻抗与引出电缆数量对触发脉冲的影响,结果表明:随着电缆序号的增加,触发脉冲的幅值逐渐降低,并且水介质线的阻抗越高,幅值降低的速度越快。触发脉冲也可同时引出,驱动单路形成线输出60路时,触发脉冲的峰值约为293 kV,前沿约11 ns;当驱动5路形成线输出300路时,触发脉冲的峰值约为151 kV,前沿约11 ns。     

细菌的同步漂流

最近美国Arizona大学的ColdsteinR和KesslerJ教授在研究微小杆状菌 (这是一种有氧细菌 )的浓度分布时 ,发现了细菌具有同步的漂流 ,这类同步漂流产生了许多引人注目的、过去未曾发现过的流体斑图 .有氧细菌是利用快速的螺旋状的旋转流过流体 ,附在其身上的鞭毛 (有点类似于头发     

基于观测器的混沌系统的同步研究

提出了一类混沌系统的观测器同步方法.利用混沌系统的状态观测器，给出了一类混沌系统 观测器的同步的简单有效的方法，并分析了系统的稳定性，通过对Lorenz混沌系统的分析和 数值模拟研究，验证了该方法在混沌同步中的优良性能. 关键词： 混沌系统 混沌同步 状态观测器     

闪光二号加速器气体主开关同步触发系统

 设计并调试了闪光二号加速器气体主开关同步触发系统。该系统主要由同步控制部分和高压脉冲形成部分构成。整个触发过程包括同步信号的引出、整形滤波、快速比较电路传输、前级脉冲形成、高压脉冲产生。通过对同步信号的整形处理,解决了发生器电流上的高频信号干扰问题;经过快速比较电路和前级脉冲后,选取了同步信号开始工作的时间点,并形成十几V的触发信号;高压脉冲形成部分主开关采用场畸变结合预电离的方式,该结构的气体开关时间响应为50 ns,抖动小于5 ns,满足使用要求。调试结果表明:该系统输出脉冲电压幅值100 kV,前沿小于10 ns,系统的工作时延440 ns,抖动13.5 ns;可通过增加电缆长度来控制触发信号到达气体开关的时刻,实现气体主开关与Marx发生器的延时同步工作。     

闪光二号加速器气体主开关同步触发系统

设计并调试了闪光二号加速器气体主开关同步触发系统。该系统主要由同步控制部分和高压脉冲形成部分构成。整个触发过程包括同步信号的引出、整形滤波、快速比较电路传输、前级脉冲形成、高压脉冲产生。通过对同步信号的整形处理,解决了发生器电流上的高频信号干扰问题;经过快速比较电路和前级脉冲后,选取了同步信号开始工作的时间点,并形成十几V的触发信号;高压脉冲形成部分主开关采用场畸变结合预电离的方式,该结构的气体开关时间响应为50 ns,抖动小于5 ns,满足使用要求。调试结果表明:该系统输出脉冲电压幅值100 kV,前沿小于10 ns,系统的工作时延440 ns,抖动13.5 ns;可通过增加电缆长度来控制触发信号到达气体开关的时刻,实现气体主开关与Marx发生器的延时同步工作。     

逻辑电路设计中逻辑函数的图形化简法探析

在数字电路中逻辑函数的化简方法一般有公式化简法和图形化简法,其中图形化简法简单、直观,有一定步骤可以遵循,但在教学过程中发现,学生用卡诺图化简逻辑函数时,按教科书中归纳的几个步骤生搬硬套,对最基本的概念和性质缺乏理解,常常出现不少的问题.文章通过案例分析,对逻辑函数的图形化简法进行了深入的分析,并归纳出图形化简法的一般规律.     

激光诱导击穿光谱分析系统中微型同步时序发生器研制

在激光诱谱导击穿光谱技术(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)中,元素特征光谱信号强度和信噪比在不同采集延时下具有显著差异,直接影响定量分析的结果。LIBS分析系统通常采用通用型延时发生器来控制采集延时,然而其体积大、功耗高、价格昂贵,不利于LIBS仪器的小型化和便携化。为此,采用单片微控制器芯片和简单外围电路设计实现了具有55 ps可调延时精度的多通道微型同步时序发生器(简称LDG3.0),大幅度降低了同步时序发生器的体积、功耗和成本。对比LDG3.0与一种典型通用延时发生器DG535作为同步时序发生器的LIBS系统,以钒钛生铁中微量钒(V)元素定量检测为例进行两种同步时序发生器性能分析。结果表明,采用LDG3.0和DG535的LIBS系统建立的V元素定标曲线拟合系数R2均大于0.997,前者的平均相对标准偏差ARSD略小于后者,达到2.28%;前者检测极限LoD略低于后者,达到19.90 μg·g-1。因此,自主设计的同步时序发生器LDG3.0与DG535在LIBS系统中的精度基本一致,完全满足LIBS系统的实际控制和集成应用需求,特别适合于体积与功耗受限的LIBS仪器。     

基于碳纳米管场效应管构建的纳电子逻辑电路

展示了由碳纳米管场效应管构成的三种逻辑电路，分别为单个p型碳纳米管场效应管的开关电路、由集成在同一片硅片上的单个p型碳纳米管场效应管和单个n型掺氮碳纳米管场效应管构成的互补型反相器，以及两个独立的p型碳纳米管场效应管构成的或非门. 其中p型碳纳米管场效应管以单壁碳纳米管作为沟道，而n型碳纳米管场效应管则以掺氮的多壁碳纳米管作为沟道，器件的源漏电极均为铂电极. 关键词： 碳纳米管 场效应管 逻辑电路     

A review on the design of ternary logic circuits

A multi-valued logic system is a promising alternative to traditional binary logic because it can reduce the complexity, power consumption, and area of circuit implementation. This article briefly summarizes the development of ternary logic and its advantages in digital logic circuits. The schemes, characteristics, and application of ternary logic circuits based on CMOS, CNTFET, memristor, and other devices and processes are reviewed in this paper, providing some reference for the further research and development of ternary logic circuits.     

Characterization of topological phase of superlattices in superconducting circuits

The recent experimental observation of topological magnon insulator states in a superconducting circuit chain marks a breakthrough for topological physics with qubits, in which a dimerized qubit chain has been realized. Here, we extend such a dimer lattice to superlattice with arbitrary number of qubits in each unit cell in superconducting circuits, which exhibits rich topological properties. Specifically, by considering a quadrimeric superlattice, we show that the topological invariant (winding number) can be effectively characterized by the dynamics of the single-excitation quantum state through time-dependent quantities. Moreover, we explore the appearance and detection of the topological protected edge states in such a multiband qubit system. Finally, we also demonstrate the stable Bloch-like-oscillation of multiple interface states induced by the interference of them. Our proposal can be readily realized in experiment and may pave the way towards the investigation of topological quantum phases and topologically protected quantum information processing.     

磁性量子元胞自动机逻辑电路的转换特性研究

本文研究了磁性量子元胞自动机反相器和择多逻辑门等基本逻辑电路在不同纳磁体厚度和间距下的转换特性.采用单畴近似LLG方程对纳磁体以及电路进行了建模和仿真,结果表明更厚的纳磁体需要更大的转换磁脉冲,大厚度纳磁体逻辑电路表现出较慢的转换;相同厚度和间距下,择多逻辑门比反相器的转换时间略长.此外,模拟结果还表明纳磁体间距对反相器的转换过程影响明显,而对择多逻辑门则影响较小. 关键词： 磁性量子元胞自动机 转换特性 厚度和间距 逻辑电路     

Luminescence-based molecular scale logic circuits

We show how a half-adder logic circuit can be implemented on one molecule for a molecule exhibiting both S₁→S₀ and S₂→S₀ fluorescence. This is achieved by using both one photon S₀→S₁ excitation and consecutive S₁→S₂ excitation and establishing logic thresholds by utilizing the laser-induced photoquenching process. We present results pertaining to rhodamine and azulene molecules, in which, for the first time, an all optical half-adder logic circuit is implemented.     

基于交换作用的纳磁逻辑电路片上时钟结构研究

纳磁逻辑电路具有低功耗、非易失和可常温下制备等优点, 实现低功耗片上时钟是其集成化的必备条件. 本文提出了一种基于交换作用的纳磁逻辑电路片上时钟结构, 用载流铜导线产生的奥斯特场将铁磁体薄膜覆层进行磁化, 然后依靠铁磁体层与纳磁体界面存在的交换作用场使后者磁化方向发生翻转. 与轭式铁磁体时钟用外磁场控制纳磁体磁化方向相比, 该方案在功耗方面降低了5/6, 时钟边界杂散场强度降低了2/3, 达到降低功耗、减轻串扰的目的. 此外, 采用微磁仿真进一步验证了该时钟结构上的纳磁体逻辑阵列可以实现逻辑功能. 关键词： 纳磁逻辑 片上时钟 交换作用     

Construction of a reconfigurable dynamic logic cell

We report the first experimental realization of all the fundamental logic gates, flexibly, using a chaotic circuit. In our scheme a simple threshold mechanism allows the chaotic unit to switch easily between behaviours emulating the different gates. We also demonstrate the combination of gates through a half-adder implementation.     

Multiple-valued logic unit design using polarization-encoded optical shadow-casting

An efficient technique for the design of multiple-valued logic circuits using polarization-encoded optical shadow-casting is presented. As an illustration, a trinary full subtracter is designed using this technique. The resulting logic unit is compared with those obtained by using other algorithms.     

基于交叉结构的分子电子器件及其逻辑电路的研究进展

随着大规模集成电路的特征尺寸进入到纳米级,传统的硅基集成电路技术面临挑战,新材料及新结构的研究成为热点,纳电子学分支之一的分子电子器件正在蓬勃发展.场效应晶体管（FET）和交叉结构是目前主要的分子电子器件的结构,而交叉结构有利于集成受到广泛关注.文章概述了基于交叉结构的分子纳米器件工作原理、工艺流程,并着重介绍了逻辑功能的实现方法及其研究进展.最后,总结了交叉结构的前景及所面临的困难.     

基于交叉结构的分子电子器件及其逻辑电路的研究进展

随着大规模集成电路的特征尺寸进入到纳米级，传统的硅基集成电路技术面临挑战，新材料及新结构的研究成为热点，纳电子学分支之一的分子电子器件正在蓬勃发展一场效应晶体管（FET）和交叉结构是目前主要的分子电子器件的结构，而交叉结构有利于集成受到广泛关注。文章概述了基于交叉结构的分子纳米器件工作原理、工艺流程，并着重介绍了逻辑功能的实现方法及其研究进展，最后，总结了交叉结构的前景及所面临的困难。