兰州重离子加速器控制系统DSP组件设计

针对重离子加速器部分电源的控制要求,进行了分析研究,提出并实现了一种实时、高效、多功能的控制系统。该系统基于数字信号处理器（DSP）和两片现场可编程门阵列（FPGA）芯片相结合的核心处理构架,在系统后端利用PXI总线接口配合FPGA来与工控机箱中的系统控制器和其他控制组件进行大批量数据交互;系统前端利用直接数字频率合成器、模数转换器和数模转换器等器件结合DSP和FPGA中的控制算法及相应控制机制来实现对不同电源控制参数的处理和功率的输出;平台中两组光纤模块也与FPGA相配合实现对同步触发事例等实时数据的收发和调试。     

面向植入式射频识别的超低功耗温度传感器

针对应用于动物体温检测的植入式射频识别标签(RFID),设计了一种超低功耗的温度传感器。采用差分延时线结构和差分型电压电流转换器,增大了时间随温度的变化率,提高了温度传感器的分辨率和精度。基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺,采用Cadence SpectreVerilog进行仿真。结果表明,在TT、FF和SS工艺角下,当温度范围为35 ℃~45 ℃时,温度传感器的分辨率为0.03 ℃/LSB,误差为±0.2 ℃,功耗为600 nW,测温时间为1 ms。该温度传感器满足应用于动物体温检测的植入式RFID的要求。     

兰州重离子加速器控制系统DSP组件设计

针对重离子加速器部分电源的控制要求,进行了分析研究,提出并实现了一种实时、高效、多功能的控制系统。该系统基于数字信号处理器（DSP）和两片现场可编程门阵列（FPGA）芯片相结合的核心处理构架,在系统后端利用PXI总线接口配合FPGA来与工控机箱中的系统控制器和其他控制组件进行大批量数据交互;系统前端利用直接数字频率合成器、模数转换器和数模转换器等器件结合DSP和FPGA中的控制算法及相应控制机制来实现对不同电源控制参数的处理和功率的输出;平台中两组光纤模块也与FPGA相配合实现对同步触发事例等实时数据的收发和调试。     

助听器芯片中的采样率变换数字滤波器设计

分析了助听器芯片中Σ-Δ ADC的降采样滤波器、上采样滤波器的原理及实现技术。优化滤波器结构和滤波器系数,降低了芯片面积。采用可编程配置的滤波器系数,实现通带平坦度与过渡带带宽、采样率之间的动态切换。采用SMIC 130 nm 1P8M CMOS工艺进行了MPW流片验证。结果表明,该滤波器可支持16 kHz、32 kHz采样率,满足不同采样率助听器DSP的需求。级联后滤波器的通带纹波为0.001 dB,阻带衰减达80 dB,群延时之和最大值为3.877 ms,满足助听器信号转换电路的要求。     

一种面向植入式RFID标签的温度传感器

针对动物体温测量,提出一种新型测温方法,并设计了一种面向植入式RFID标签的温度传感器。首先介绍了传感前端电路,然后介绍了缩放型模数转换器的设计,最后采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺,对该温度传感器进行了仿真。仿真结果表明,在1.8 V工作电压下,平均电流为4.5 μA,单次温度转换时间为1.8 ms,在25 ℃~45 ℃范围内,温度误差为±0.2 ℃。