晶体管典型偏置电路的剖析──谈谈工作点稳定的问题

晶体管的基本用途是制作放大器.晶体管放大器的基本单元电路是晶体管电路的基础.讨论晶体管放大器电路一般又从工作点的偏置和稳定问题开始,这是因为不解决工作点问题就不能真正作成放大器. 工作点问题有两点主要内容:一,晶体管放大器必须正确设置静态工作点;二,必须设法保持工作点的稳定. 所谓正确设置静态工作点,即通常所说将工作点Q选在输出特性曲线的线性工作区中央位置,其目的是创造条件,克服晶体管的非线性和放大讯号不失真的要求之间的矛盾.正确设置工作点的最简单最基本的电路是固定偏置电路(见图1).这些大家都很熟悉,这里不再介绍…     

微电流放大器在物理实验中的应用

为用集成运算放大器LM324制作的微电流放大器电路图．集成运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路，它不仅能够放大交流信号，而且能够放大缓慢变化的信号或直流信号．图1中ICI(1／4LM324)为信号放大部分，采用差动输入，外部输出调零．     

放大器静态工作点的正确测量

分析并纠正了放大器静态工作点测量中存在的问题     

塑料闪烁体阵列探测器读出ASIC中峰值保持电路的设计

塑料闪烁体阵列探测器(PSD,简称塑闪阵列探测器)的输出信号经过前置放大器和滤波成形电路后输出准高斯波形,利用峰值保持电路可对准高斯波形信号的峰值进行采样和保持,以便后续的电子学系统对其进行进一步的分析。本工作采用180 nm CMOS工艺设计并实现了一款峰值保持电路ASIC芯片,每通道主要由跨导放大器(OTA)、电流镜和充电电容三部分电路组成。实验室电子学功能和性能测试结果表明:峰值保持电路功能良好;输入动态范围为33~940 mV,非线性误差优于0.8%,下垂速率好于8.6 μV/μs,峰值探测延迟时间小于35 ns,芯片单通道静态功耗为825 μW,达到设计要求。     

基于光纤电流传感器的韦尔代常数优化测量法

韦尔代常数(Verdet)是决定光纤电流传感器(FOCT)灵敏度的重要因素之一。根据萨格纳克(Sagnac)干涉原理计算得到校准信号,并测量FOCT的实际输出信号,通过比较这两组信号建立目标函数,基于单纯形算法进行参数优化,从而得到石英光纤的韦尔代常数。实验结果与经典模型计算结果基本吻合。FOCT的输出信号经过测量电路会引入相位差;另外受到调制器和外界环境的影响,干涉回路的工作点会产生漂移,导致输出信号不对称而产生直流量。考虑到以上因素,提出的这种方法还能同时测量出电路的相位差、干涉回路的工作点以及反映非线性畸变的直流量。     

光纤激光器阵列相干合成中的位相探测与校正方法研究

介绍一高速的位相检测与控制方法，可以对高功率光纤激光器阵列中每一路信号光波的位相进行实时探测与控制，从而使整个系统达到锁相输出的目的.以一路信号光为例，给出该方法的实验研究结果，从中可以看出，闭环控制的结果，可以将该信号光的位相稳定在一设定的静态工作点上. 关键词： 光纤激光器阵列 锁相 外差探测     

面向脉冲量子级联激光器气体检测的锁相放大器

为了在基于脉冲式中红外量子级联激光器的气体检测系统中,精确提取窄脉冲传感信号的幅度,设计并实现了一种微秒级窄脉冲锁相放大器.根据微秒级窄脉冲的特点,窄脉冲信号经过窄带通滤波电路,得到基频正弦波信号,再经过主放大、移相、相敏检波电路,得到与脉冲幅值有关的直流信号.利用信号发生器产生的幅度、频率、相位可调的窄脉冲待测信号,对锁相放大器进行功能验证实验.结果表明,锁相放大器输出直流信号与输入信号的幅度呈良好的线性关系,线性拟合度约为98.043%;信号幅值的相对测量误差不超过3%;在1 h的测试时间内,信号波动范围在1‰以内.利用配备的不同浓度的一氧化碳样品及研制的锁相放大器,开展了一氧化碳气体检测实验.在0~180 ppm范围内,随着一氧化碳浓度的增加,锁相放大器的输出电压值与一氧化碳浓度呈现良好的e指数关系.根据A11an方差预测的系统检测下限为0.4123ppm.与商用锁相放大器相比,该放大器具有体积小、成本低、易于集成等特点,在基于脉冲式中红外量子级联激光器的气体检测中具有较好的应用前景.     

用于产生亚12fs脉冲的脉冲波前匹配的超宽带光学参量啁啾脉冲放大器

研究和建议了一种用于产生亚12fs脉冲的基于脉冲波前匹配的LBO超宽带光学参量啁啾脉冲放大器。实验结果表明LBO超宽带光学参量啁啾脉冲放大器可以输出大于60nm(FWHM)的增益光谱带宽，为了利用这种放大器产生转换限制的脉冲输出，给出了一种将超宽带光学参量啁啾脉冲放大器与脉冲波前匹配相结合的方法，这种方法等价于信号光脉冲波前无斜置的放大，克服了超宽带参量啁啾脉冲放大器中由于信号光的脉冲波前斜置而导致很难获得最短压缩脉冲输出的缺陷，从而允许产生转换限制的亚12fs脉冲。     

阴极适应多丝室电荷灵敏放大器的研制

 电荷放大器是粒子描迹仪系统中一个重要组成部分，它的目的是把多丝正比室输出的弱电信号进行放大并处理为准高斯信号以供CIA(电流积分型ADC）电路进行数字化。整个电路主要包括放大、成型两个部分。可把不同幅度的输入脉冲放大成型为宽度600ns的准高斯波形。     

多芯光纤激光器中共相位模式功率的提高

 以七芯光纤激光器为例，提出一种提高多芯光纤激光器总输出光功率中共相位模式所占比例的方法，即把多芯光纤激光器作为种子光源，输出信号光再经过多芯光纤放大器进行放大。基于速率方程组对激光器和放大器中的模式竞争进行了数值分析。计算表明：激光器输出端与放大器输入端之间距离存在一个最佳值，以使得放大器输出信号中低阶模式功率占总输出功率的比例最低，可以下降到小于1%。研究表明：级联放大系统可以有效增强共相位模式同时抑制低阶模式，比传统的塔耳博特腔激光器具有更好的光束质量。     

并联双阀双向进气单级脉管制冷机研究

并联双阀双向进气模式是采用了两个并联排列、箭头指示方向相反的阀门来替代单一阀门的双向进气模式,可对脉管制冷中的直流进行有效控制,是使脉管制冷机单级情况下达到低于20 K温区的有效手段。本文介绍了一台自行研制的采用并联双阀双向进气模式的单级脉管制冷机,该制冷机在6 kw压缩机的驱动下可获得19．6 K的无负荷制冷温度, 在39．2 K时有20．1 W的制冷量,同时给出了并联双阀和频率等参数对脉管制冷机性能的影响。     

一套产生瞬态物种的脉冲放电及其光谱探测的分子束装置

建立了一套用于产生瞬变物种的脉冲高压放电分子束装置 ,以 N2 气为例 ,对高压脉冲放电过程和整个荧光采集系统的工作效率进行了研究 ,从 N2 气的振动光谱中得到其激发态的振动温度为 2 2 5 7K。     

紧凑型高平均流强光阴极注入器

根据北京大学1+1/2单元超导腔直流--超导(DC-SC)光阴极注入器的实验研究结果, 证明了这种新型光阴极注入器的可行性, 在此基础上对这种新型注入器进行了升级设计, 使之成为实用的紧凑型高平均流强的光阴极注入器, 为北京大学自由电子激光装置提供品质良好的电子束流. 给出了升级的3+1/2单元超导腔注入器的详细设计, 包括注入器核心结构的电磁场设计、束流动力学模拟、机械设计. 并对整个注入器的恒温器进行了初步设计.     

Mitigation and prediction of disruption on the HL-2A Tokamak

Injection of high-Z impurities into plasma has been proved to be able to reduce the localized thermal load and mechanical forces on the in-vessel components and the vacuum vessel, caused by disruptions in Tokamaks. An advanced prediction and mitigation system of disruption is implemented in HL-2A to safely shut down plasmas by using the laser ablation of high-Z impurities with a perturbation real-time measuring and processing system. The injection is usually triggered by the amplitude and frequency of the MHD perturbation field which is detected with a Mirnov coil and leads to the onset of a mitigated disruption within a few milliseconds. It could be a simple and potential approach to significantly reducing the plasma thermal energy and magnetic energy before a disruption, thereby achieving safe plasma termination. The plasma response to impurity injection, a mechanism for improving plasma thermal and current quench in major disruptions, the design of the disruption prediction warner, and an evaluation of the mitigation success rate are discussed in the present paper.     

Nonlinear resonant tunneling diode (RTD) circuits for microwave A/D conversion

Short-duration electrical pulses play important roles in ultrafast time-domain metrology: they are used to sample rapidly varying signals or as probe signals in ranging radars, time-domain reflectometry and in communication. In this work, we design a nonlinear transmission, which is loaded with resonant tunneling diode to be suitable for microwave A/D conversion. A resonant tunneling diode (RTD) has a negative differential resistance that means when the voltage increases the current decreases. The equivalent circuit of monostable line is given. The simulation is performed by using OrCad program. Results show that a spike is produced and after a charging time constant, another switching occurs. Hence – similar to a relaxation oscillator – the spiking period is determined by the amplitude and frequency of the input current. The transmission line itself ensures the generation and propagation of identical spikes, such as solitons formed after few diodes.     

基于新型长周期光纤光栅的动态横向负荷传感器

首次发现高频CO₂激光脉冲写入的长周期光纤光栅(LPFG)具有很好的动态横向负荷响应特性——谐振峰幅值随横向负荷线性变化,其变化频率与横向负荷的变化频率完全相同根据这种动态横向负荷响应特性,提出了一套动态横向负荷传感器设计方案,用窄带光源作为输入,基于LPFG的滤波原理,测量光电探测器的输出就可以获得动态横向负荷该方法仅需对LPFG的谐振峰幅值进行测量,方便简捷,实时性好.     

收缩螺旋涡线诱导速度的快速收敛法

给出了一种计算收缩涡线(桨尖涡和内部涡线)诱导速度所有组元的快速收敛方法,该方法是由Rand和Chiu的方法(计算螺旋涡线诱导速度快速收敛法)发展而来的,它以寻求上下界截断积分解析表达式为基础。其优点是能计算尾迹中任意一点的诱导速度,并且考虑了尾迹收缩。该方法不仅避免了离散涡线引起的截断误差。而且减小了沿有限方位角所产生的误差。     

应用微机数模转换接口控制小直流电机的转速

介绍了采用微机数模转换器接口技术实现对小直流电机转速控制的实验方案，并对实验结果进行了讨论．     

A Spectroscopic Investigation of Spatial Symmetry of Radiation in the U-shaped DC Argon Plasma with Aerosol Supply

Radial distributions of plasma parameters, temperature, and electron number density, together with radial distribution of analyte absorption and emission, were investigated in order to obtain insight into the radial symmetry of low-current (≤ 10 A), atmospheric pressure, argon stabilized arc with tangential introduction of the aerosol. For plasma diagnostics, several methods were used: measurements of H_β line profile, absolute intensity measurements of the argon 430.01-nm line, and of the spectrally adjacent continuum and power interruption technique. It was found that the inevitable asymmetry in aerosol introduction has negligible influence on basic plasma parameters but influences considerably the spatial distribution of the analyte particle spectral absorption and emission.