关键词： 模拟波束合成   真延时   低功耗   差分复用   群延时  

摘要： 为了实现波束合成器与差分馈电天线的直接连接,抑制噪声与干扰,针对传统复用网络架构的高功耗、大面积问题,提出新型差分波束合成架构.采用差分有源延时单元代替传统架构单向通路上的无源延时单元和缓冲器,与双向通路上的差分无源延时单元结合,形成不同通路之间的固定延时差.基于HHNEC 0.18μm CMOS工艺,设计四输入四输出的波束合成器对所提架构进行验证.仿真结果表明,在0.5~1.5 GHz带宽内,延时网络的分辨率为80 ps,最大延时值为720 ps,延时浮动均方根值为29.7 ps,电路的输出反射系数低于-23 dB,输入反射系数低于-10 dB,带内增益为18~21 dB,版图面积为2.96 mm×3.22 mm,在1.8 V电源电压下,总功耗为303 mW.实验结果证明所提结构具有高精度、面积适中、低功耗和低复杂度的优点.

关键词： 低功耗   卫星通信   电路设计   传感采集  

摘要： 针对民用天通卫星通信功耗高、体积大、设计成本和维护成本高等问题,设计了一款小型化、低功耗的卫星通信终端电路。该卫星通信终端电路能够解决山区、海洋等地域通信难、通信数据量受限,以及国产卫星特殊应用等问题。电路采用模块化设计,适用于多种不同类型的移动通信终端或数据采集终端。实际验证表明所设计的电路具有良好的工程实践意义。

关键词： 时差法超声波流量计   自诊断   双阈值   跳波  

摘要： 针对低功耗阈值检测法时差法超声波流量计出现的跳波问题,提出了一种低功耗自诊断双阈值超声波传播时间检测法。采用低功耗RS触发器、单稳态触发器、延时芯片和逻辑芯片把双阈值产生的脉冲信号转化成计时脉冲和诊断窗口,用于诊断跳波和筛选计时数据。实验结果表明,该方法能有效解决跳波,提高测量可靠性。

关键词： 电磁水表   旋转电容滤波器   自举电路  

摘要： 提出了一种低功耗电磁水表的信号处理方法,该方法不需要DSP(数字信号处理器)或高端的MCU平台,其电路主要结构旋转电容滤波器基于相敏检测技术,可以用通用运放、模拟开关及一般RC元件等器件组成,具有中心频率稳定、电路简单、成本低廉等优点。该方法可以从强宽带背景噪声中提取微弱信号,非常适合电磁水表信号的处理。通过比较滤波前后的信号频谱成分,验证了自举电路和旋转电容滤波器组合的方法的有效性。

关键词： 窨井   水质监测   NB⁃IoT技术   无线通信   数据处理   系统设计  

摘要： 为解决目前水质监测系统无法应用于窨井等封闭狭小环境,设计一种基于嵌入式系统和NB⁃IoT通信技术的低功耗窨井水质监测系统,以实现城市窨井内雨污水水质监测、流量统计以及井盖缺失报警。系统硬件选用STM32L452低功耗系列芯片、NB⁃IoT无线通信模块和低功率传感器。系统软件结合NB⁃IoT和STM32L4模块的低功耗特点,采用自动休眠、定时唤醒和自判断极端情况强制休眠算法相结合的省电方式。软硬件协同作用,完成井内数据的低功耗采集以及向电信IoT云平台传输。最终,基于云平台以HTTPS协议完成数据的本地展示。实验结果表明,系统工作和休眠周期内平均电流分别为75 mA和66μA,各监测终端的平均丢包率小于1%;同时系统具有运行平稳、功耗低、数据传输可靠等特点,可投入未来城市排水设施管理中,推动智慧城市的发展。

关键词： 井盖监测   低功耗   防水设计   NB-IoT   LoRa   物联网  

摘要： 各类井盖遍布整个城市,为减少因井盖破损、移位等异常情况对人们的身体、财产造成的危害,笔者设计了一款基于物联网技术的智能井盖监测终端。终端为低功耗设计,使用大容量锂电池供电,防水式结构,安装在井盖背部。终端通过对角度传感器、水浸传感器的数据进行分析,然后依靠物联网通信技术实现对井盖状态的远程实时监测。安装试验结果表明,该终端可以有效监测井盖的异常状态并自动报告,从而使发生异常的井盖能得到及时处理,避免引发安全事故。

关键词： 磁随机存储器   自旋转移矩   自旋轨道矩   存算一体  

摘要： 在大数据时代,传统冯·诺依曼架构在面对海量数据时出现了存储和功耗瓶颈。随着非易失存储器的快速发展,高写入速度、低功耗的磁随机存储器(MRAM)为“存算一体”架构的实现带来了新的曙光。系统地提出了自旋电子器件及其电路结构的技术发展路线,首先介绍已经商业化的Toggle型磁随机存储器(Toggle-MRAM)和自旋转移矩磁随机存储器(STT-MRAM)的基本结构和关键技术;然后介绍自旋轨道矩磁随机存储器(SOT-MRAM)关于无外磁场辅助翻转的重要技术突破;最后总结基于磁隧道结以及新型自旋电子器件的“存算一体”架构和相关应用,并对低功耗计算做出展望。

关键词： 可穿戴式医疗芯片   模拟前端   标准数字工艺   C类反相器  

摘要： 为提高可穿戴式医疗芯片的集成度、降低芯片整体功耗和工艺成本,提出了一种多信号可配置的低功耗模拟前端电路.该电路其主要采用了C类反相器和全互补耗尽区MOS电容技术,设计了集成了带有可配置高通滤波功能的仪表放大器、低功耗可配置增益放大器和带宽可配置的低功耗低通滤波器等模块.该模拟前端电路采用SMIC 0.18μm CMOS工艺设计,仿真结果表明:功耗为52.8μW,CMRR为76.1 dB,输入参考噪声功率谱密度为3.45μV/sqrt(Hz).

关键词： 薄膜晶体管   低温多晶硅   氧化物半导体   有源矩阵有机发光二极管   液晶显示   低功耗  

摘要： 低温多晶硅-氧化物半导体混合集成(Low temperature polycrystalline silicon and oxide,LTPO)的薄膜晶体管(thin-film transistor,TFT)背板技术融合了低温多晶硅和氧化物半导体TFT两者的优势,为低功耗、高性能显示以及功能化集成提供了新的发展机遇,获得了产业界和学术界的广泛关注。本文系统地总结和分析了LTPO相关技术与应用的研究进展以及面临的技术挑战。首先,讨论了分别针对液晶显示(Liquid crystal display,LCD)和有机发光二极管(Organic light emitting diode,OLED)显示的LTPO背板的集成方式,进一步总结分析了实现LTPO集成的器件结构和工艺挑战。此外,针对有源矩阵OLED显示,分析了LTPO技术用于设计兼容低帧率和高帧率驱动、具有内部补偿功能的像素电路的优势,以及在超低帧率(如1 Hz)驱动情况下,TFT器件稳定性带来的影响和相关的补偿驱动方法。最后,对LTPO技术进一步发展的可能趋势进行了展望。

关键词： LC振荡   无磁计量   采样频率自适应调整   低功耗  

摘要： 无磁计量技术由于具有诸多优点在现代智能水表中得到广泛应用,其基本原理是LC振荡时电感遇到导体会产生电涡流,加速振荡的衰减过程。向电容与电感注入能量的频率即采样频率,是自适应调整策略的基石,系统功耗与采样频率呈正相关。针对直接在基表叶轮上安装发讯片导致采样频率高,系统功耗增大的问题,提出了无磁计量采样频率自适应调整策略,设计了叶轮式智能水表样机。经试验检测,不同流量点的系统功耗有显著差别,从而可延长电池的使用寿命,对以电池供电的仪表行业有较高的借鉴作用。