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关键词： Multisim   超外差式接收机   调幅   仿真  

摘要： 通信系统中的接收设备通过对信道信号进行处理，以恢复发送端基带信号。超外差式接收机作为典型的接收设备，主要由选频电路、高频放大电路、本地振荡器、混频器、中频放大电路、检波器以及低频放大电路组成。本文设计的超外差式接收机的接收频率范围为535～1605 kHz，中频信号频率为465kHz，基于Multisim软件完成电路仿真。

摘要： 《集成电路与嵌入式系统》是由北京航空航天大学主办的综合性学术期刊,聚焦集成电路领域的关键问题,致力于为行业内的专家学者提供交流和分享的平台,为高层次人才自主培养提供重要支撑,促进产学研的深度融合,共同推动我国集成电路产业的稳步发展。征稿范围《集成电路与嵌入式系统》主要刊载与集成电路和嵌入式系统相关的综述和学术论文,具体涵盖电路与系统理论及技术、大规模集成电路设计与制造、嵌入式与系统优化、混沌与非线性电路、传感器与物联网、信号与信息处理系统等方面。

关键词： ESD防护   SCR   高维持电压   单位面积防护效率  

摘要： 目前,集成电路(IC)产业迅速发展,静电放电(ESD)也已经成为影响芯片可靠性的关键因素之一。集成电路的关键尺寸在减小,电路面对ESD的冲击更容易损伤,因此先进工艺下ESD防护面临的困难和难度在增大。针对先进工艺下集成电路的ESD防护需要关注多个参数指标:触发电压、维持电压、单位面积的泄放能力等等。本文主要围绕25nm先进工艺下的ESD防护器件展开相关研究工作,首先介绍了ESD的相关内容,包括ESD防护窗口、测试方法、失效判定等;同时针对ESD领域广泛应用的SCR器件进行结构和原理上的阐述。之后主要针对DTSCR器件进行展开探究,同时提出了几种优化变体结构,主要工作内容如下: 1.低压先进工艺下,DTSCR由于触发电压可调的优点被广泛应用在低压ESD保护方案中。本文以传统DTSCR结构为基础,通过改变阱的位置,在辅助触发路径中寄生SCR路径,并通过改变有源区的位置改变寄生SCR路径的长度。通过TCAD仿真工具,对传统结构和改进结构进行开启过程的仿真分析,总结不同尺寸参数对触发电压维持电压的影响规律。并在25nm工艺下完成了器件的方案设计、流片和测试验证。所提出的DTSCR＿S在不牺牲鲁棒性的基础上,触发电压降低50.8%;DTSCR＿P的防护窗口比传统DTSCR缩小63.4%。 2.为提高DTSCR器件单位面积的防护效率,提出两种具有华夫饼格局的器件,其中一种带有栅极结构,可以通过栅极耦合进一步辅助器件的开启。同样对这两种结构进行TCAD仿真,探究开启规律以及尺寸对防护性能的影响。并在25nm工艺下完成了器件的方案设计、流片和测试,总结了WADTSCR和GWDTSCR器件方案下的维持电压、触发电压和失效电流的变化规律;同时测试结果显示:WADTSCR和GWDTSCR对器件单位面积的防护效率提升具有显著的作用,与传统DTSCR相比,分别提高了51.3%和60.1%。基于测试数据可见,此两种结构对提升DTSCR鲁棒性有较明显的作用。

关键词： 纵向结构晶体管   纳米墙   短沟道效应   轻掺杂漏区   高温  

摘要： 随着集成电路产业的快速发展,已进入后摩尔时代,如何突破摩尔定律的极限,成为许多科研工作者的研究方向。根据IRDS预测,GAAFET将会成为未来主流结构器件,但其由于结构限制,仍有沟道长度的物理极限,无法真正突破摩尔定律。本文作者所在课题组提出一种全新纵向结构晶体管:新型3D纳米墙(Nano-Wall Field Effect Transistor,NWaFET)器件,该器件通过引入轻掺杂漏区与沟道区重掺杂的方法,有效地抑制了短沟道效应,使器件的沟道长度可进一步缩短。该器件的提出,是集成电路产业发展中的一次重要创新,为后摩尔时代如何突破摩尔定律的极限提供了一个方向。 首先,本文介绍了NWaFET的基本结构与工作原理,分析其对比传统平面结构器件的优势。区别于利用全耗尽原理来抑制短沟道效应的GAAFET,NWaFET通过沟道区重掺杂与引入轻掺杂漏区,在GAAFET达到理论极限的极短沟道长度下,仍能克服短沟道效应所带来的不良影响。 其次,通过利用Sentaurus TCAD软件,对不同沟道长度下的NWaFET与GAAFET的器件特性进行对比,得到了在沟道长度小于20 nm时,NWaFET各方面性能优于GAAFET,且随着沟道长度的缩短,NWaFET的性能参数有着更高稳定性的结论。同时,为探究高温环境下对NWaFET的性能参数的影响,设定不同的仿真温度,研究NWaFET与GAAFET的性能参数随温度变化的退化程度,在沟道长度为10 nm时,GAAFET的失效温度为388 K,NWaFET的失效温度为424 K,NWaFET对温度的敏感度要弱于GAAFET。 最后,对于NWaFET的工艺实现方式,给出了3种工艺流程以匹配不同的工艺线。针对进行流片实验的工艺流程建立了工艺仿真模型,并对流片实验进行了版图绘制。

关键词： 双模动态视觉探测器   事件驱动   四相握手协议   动态监测  

摘要： 随着计算机视觉与智能传感技术的发展,事件驱动型视觉传感器因其高时间分辨率、低功耗等特点,在高速动态场景感知、自动驾驶、智能监控等领域具有广泛应用前景。然而传统事件相机仅能检测光强变化事件,缺乏帧级灰度信息,难以满足复杂场景下的高精度视觉需求。因此本文设计了一种用于256×256像素阵列的双模态信号处理电路,结合帧模态与事件模态,实现高效数据采集与处理。 本文在系统层级上分析了红外动态视觉传感器的工作原理,并针对传统单模态传感器的局限性,设计了一种适用于双模态红外事件相机的电路架构。同时提出了统一时序控制的双模态复用架构、基于时间-数字转换(Time-to-Digital Converter,TDC)的时间戳锚定法、多分区并行事件处理架构等系统级创新工作模式,保证了双模态数据的同步处理、输出与对齐基础,优化了功耗,提升了系统集成度。 在帧模态中,采用逐行扫描的卷帘读出方式,并结合两步式单斜数字-模拟转换(Analog-to-digital Converter,ADC)方法进行高效灰度信号量化,以提升数据精度与读出速度,同时提出了脉冲锁存的低功耗设计方法降低动态翻转,保证数字模拟电路交互的可控性。 针对事件模态,本文设计了基于多级先入先出(First-In-First-Out,FIFO)的时间优先仲裁电路,通过脉冲检测与四相握手协议优化了事件请求与应答机制,确保了数据读出同步性和仲裁公平性。针对热管理的优化需求,本文提出了片上时钟管理与门控、基于滑动窗口统计的动态监测电路、行列半解耦架构下的FIFO深度优化与格雷码优化编码压缩等多种低功耗设计方法,通过在闲时关闭模块时钟、动态调整事件数据通道开关、流水线并行工作与减少翻转等方式优化功耗,减少数据冗余,提升系统对场景变化的适应性。 在硬件实现方面,本文对数字电路进行建模,并在仿真平台对系统及模块功能进行验证。仿真结果表明,所设计的双模态信号处理电路能够有效通过统一时间戳与时序管理模块结合帧数据与事件数据;帧级数据处理电路能保持良好的时序性与稳定的100 Hz灰度帧率输出;事件仲裁与读出电路能够准确公平地处理并输出事件数据,事件输出延迟低至40 ns,最大事件率达到8M Event/s,整体存储资源相比传统架构降低75%。

关键词： 印刷电路板式换热器   结垢   氨基磺酸   酸洗   闭式循环水   腐蚀  

摘要： 印刷电路板式换热器(PCHE)是一种微通道换热器，具有换热效率高、结构紧凑和耐高温高压等优点，逐渐应用于油气开采、核工业、航空航天和氢能等领域。某海上平台天然气冷却流程中使用了印刷电路板式换热器，利用闭式循环冷却水与天然气换热，使用一段时间后换热器水程出现压差高，换热器水通道内部结垢。通过循环酸洗能有效解决换热器热器堵塞问题，调整参数、控制水质和添加阻垢剂能延缓换热器内部结垢。

关键词： 源极驱动   像素电路   数模转换器   R-2R  

摘要： 随着显示类消费电子的快速发展,以及Micro LED显示技术的逐渐成熟,显示驱动芯片展现出了巨大的发展前景。未来显示面板向高分辨率、高色深、高刷新率发展,也对于驱动芯片提出了新的需求。 本文设计了一款应用于Micro LED的显示驱动芯片,芯片共有2304个源极驱动通道,可以为分辨率为1280×783×RGB的具有12-bit色深的Micro LED显示器提供驱动,屏幕刷新率为60 Hz。驱动芯片内部集成了SPI电路、DAC电路、输出缓冲器电路以及基准源电路。本文提出了使用12位分段式R-2R DAC产生12-bit的灰阶电压输出,实现更高精度显示灰阶电压的调节,并设计了一个用于驱动像素阵列的输出缓冲器电路。 本文设计的驱动芯片在0.18μm CMOS工艺下完成了R-2R DAC电路和输出缓冲器电路等关键电路模块的设计,并完成了版图设计。芯片共有2304个通道,芯片长度为17 mm,宽度为5.25 mm。通过Spectre对电路进行仿真,仿真结果表明,驱动电路在0.25 V-7.75 V的输出电压范围内实现了输出12-bit灰阶电压,单通道后仿DNL最大0.110 LSB,INL最大0.454 LSB,通道之间电压最大偏差为8.38 m V。所有电路设计功能与性能达到设计指标。

关键词： 印刷电路板   YOLOv5s   聚类算法   特征提取   特征融合  

摘要： 针对印刷电路板(PCB）存在的缺陷目标较小不易被识别、误检率高以及模型尺寸较大不易部署等问题，提出基于改进YOLOv5s的缺陷检测方法.该方法使用基于密度分层聚类的K-means (HDBK-means)算法，重新聚类得到更适合PCB缺陷特点的锚框.使用经空间与通道重建卷积(SCConv)改进的重参数化非线性跨阶段部分高效层聚合网络(RepNCSPELAN)替换YOLOv5s主干中的特征提取模块，在保证精度的前提下，大大提高了模型推理速度.通过引入重参数化细节增强广义特征金字塔网络(RDEGFPN)进行特征融合，提升模型对于各个尺度缺陷目标的识别能力，减少计算资源消耗.使用动态上采样（DySample）对特征融合网络进行二次创新，形成广义动态特征融合金字塔网络(GDFPN)，提高模型的轻量级与高效性，使得模型更容易部署.在公共PCB数据集上进行的对比实验表明，该算法将平均精度均值（m AP）提高了3.8%，将精度提高了2.9%，模型大小减少了26.9%，模型的检测速度达到138.1帧/s.将模型部署到RK3568平台上进行检测，满足了实时检测与嵌入式设备部署的要求.

关键词： 射频接收机   低噪声放大器   毫米波   源退化结构  

摘要： 文章研究射频接收机前端低噪声放大器（LNA）设计技术，提出了一种基于65nmCMOS工艺的毫米波宽带LNA。通过源退化结构频率特性分析，揭示其在高频段（22.2～35.8GHz）的宽带输入匹配（带宽13.6GHz）与噪声匹配（NF<3dB）协同机制，结合级间电感补偿与平衡型耦合谐振腔负载，实现增益17～22dB、噪声系数2.99～4.75dB及输入1dB压缩点-20.31dBm。该设计为毫米波通信系统提供了高集成、低噪声前端解决方案。