关键词： 低功耗   FPGA   测温   数据采集   LoRa  

摘要： 为了确定钢桥表面混凝土温度设计标准,需要测量当地钢桥各时期多个位置的温度参数。针对目前钢桥测温装置功耗大,不能很好地满足全年测温需求的情况,提出一种远程低功耗测温系统方案,系统采用电池供电,由低功耗可休眠的FPGA主控,通过模拟开关与AD转换器完成多路温度采集,LoRa组网远距离传输数据,FPGA由外部时钟模块定时唤醒控制其他模块上下电以节省功耗。实验测得当天最高温为58.63℃,系统在一日总体功耗为31.7798 mWh,满足全年的温度检测要求,无线通信距离达5 km。

关键词： 无线数据传输模块   ASK调制   压控振荡器   半双工  

摘要： 在可植入式生物电子设备中,无线数据传输模块是内部设备和外部设备之间进行数据交互的重要模块。有限的电池体积和植入安全性要求传输功耗尽可能低。基于幅度移键控(ASK)和开关键控(OOK)的调制解调方案,架构简单、功耗低以及便于植入,因而被广泛采用。文章提出了一种低功耗的双向无线数据传输电路,进行了电路设计及仿真。仿真结果表明,在XFAB 0.18μm工艺下,当最小调制深度为3.2%、最小输入为1.76 V时,正向传输数据率达到1 Mbit/s,实现了120 pJ/bit的能效,反向传输数据率达到500 kbit/s,实现了532.3 pJ/bit的能效。

关键词： 低功耗   混合型电容切换   共模电平单调向下切换   基于共模电平切换  

摘要： 设计了一款适用于生物电信号采集的低功耗10 bit分辨率、40 KS/s采样率的逐次逼近型模数转换器(SAR ADC).为了降低电容阵列的切换功耗,提出了一种新型混合型电容切换方式.该混合型电容切换方式将共模电平单调向下切换与基于共模电平的切换方式相结合,有效地实现了电容阵列的低功耗切换.与传统共模电平不变的电容切换方式相比,采用了混合型电容切换方式能够使电容切换耗能降低90.7%.与共模电平单调向下切换和基于共模电平切换相比,该混合型电容切换方式也能够使电容切换耗能分别降低50.2%和25.3%.该款ADC采用TSMC 0.18μm CMOS工艺进行设计,后仿真结果表明,在40 KS/s采样速率,输入为满量程接近奈奎斯特频率的正弦信号下,该款ADC可以得到9.6 bit有效位数(ENOB),无杂散动态范围(SFDR)为73.2 dB,总功耗为2.1μW,品质因数(FoM)为68 fJ/(Conv-step).

关键词： 数字岩心   连通域   空间标记   多线程   孔隙度  

摘要： 由于传统图像分割方法只针对岩心图像二维信息进行处理,忽略了岩心图像在三维空间中的联系,导致岩心图像孔隙骨架分割的准确性不高。岩心内部空间分布复杂,图像标注工作量大、效率低,不适用深度学习的方法进行分割。提出了一种基于空间标记的岩心孔隙骨架并行分割方法,采用最大类间方差法计算岩心图像的预分割阈值。应用多线程技术对图像并行阈值分割和连通域标记,并结合二路归并思想将多帧图像空间相邻的连通域合并为多个独立的连通体。根据边界限定准则剔除孤立的连通体,并以实验孔隙度为指导迭代优化分割阈值。实验结果表明,采用并行标记的方法耗时为普通方法的三分之一,利用图像间的三维联系实现了岩心图像三维分割,生成的数字岩心三维模型有效去除了孤立的孔隙像素,提高了模型的准确性。

关键词： 高性能   低功耗   触发器   灵敏放大器   C单元  

摘要： 文章提出了一种基于灵敏放大器的触发器设计,称为Cinv SAFF。Cinv SAFF沿用Con SAFF的主级部分,引入C单元加2个反相器构成的锁存器作为从级,有效地精简了晶体管的数量,降低了面积成本和功耗开销,其输出端反相器将输出电容负载与内部结构相隔离,起到屏蔽内部噪声及毛刺的作用。通过详尽的HSPICE实验,将所提出的Cinv SAFF与其他7种相关结构进行全面对比,仿真结果表明:Cinv SAFF适用于高速运行,可工作于2 GHz的高频环境下;与已有的SAFF相比,在不带负载的情况下,所提Cinv SAFF的功耗、面积开销、功耗延迟积平均减小了25.07%、25.63%、19.3%;而在带20 fF电容负载的情况下,Cinv SAFF的延迟和功耗平均减小了11.8%和19.95%。Cinv SAFF具有较好的功耗、面积开销和功耗延迟积特性,在延迟方面也具有一定可比性。

关键词： 电池驱动   防护等级   移动平台   占用空间   扫描率   传感器   智能媒体   低功耗  

摘要： TiM240系列2 D LiDAR传感器广州西克传感器有限公司TiM240是2D LiDAR传感器TiM2x x的第1个衍生型号,防护等级为IP65,适合室内使用。用户只需使用1台2D LiDAR传感器即可覆盖最大200 m2的监测区域,并且由于其扫描率高,即使是最小的变化也能被检测到。2.9 W的低功耗对于电池驱动车辆中的应用非常有利。TiM2x x仅重150 g,属于LiDAR传感器中的轻量化产品,并且设计紧凑,占用空间非常少。这意味着它可以集成到越来越小的移动平台中,并且不会干扰新的智能媒体的容纳。

关键词： 超低压SRAM   低功耗   稳定性   软错误  

摘要： 提出了一种基于位交错结构的亚阈值10管SRAM单元,实现了电路在超低电压下能稳定地工作,并降低了电路功耗。采用内在读辅助技术消除了读干扰问题,有效提高了低压下的读稳定性。采用削弱单元反馈环路的写辅助技术,极大提高了写能力。该10管SRAM单元可消除半选干扰问题,提高位交错结构的抗软错误能力。在40 nm CMOS工艺下对电路进行了仿真。结果表明,该10管SRAM单元在低压下具有较高的读稳定性和优异的写能力。在0.4 V工作电压下,该10管SRAM单元的写裕度为传统6管单元的14.55倍。

关键词： 靶场时间统一   卫星授时   CPLD   单片机   低功耗  

摘要： 针对靶场测试实际情况和靶场现有多种小型测量设备并不具备时间统一功能的问题,依据时间统一装置的主要技术指标要求,着重从卫星授时模块、CPLD内部逻辑控制单元、单片机数据解析、锁时模块及低功耗等5方面设计了一种小型、低功耗的靶场时间统一装置,确保了靶场分布式测试中各参试设备的时间统一和测量精度。通过高精度计数器对该装置进行锁时误差检验,锁时误差仅为0.5μs,满足设计指标要求。

关键词： 自供电电源   短路故障监测   超级电容器   低功耗  

摘要： 为改善传统电网短路故障监测系统的供电问题,提出一种可用于电网短路故障远程监测系统的自供电电源。电网发生短路故障后,自供电电源开始储存短路故障能量,通过快速对前置电容充电建立故障监测所需工作电压,并对超级电容器(SC)充电,获取监测系统发送故障信号所需能量。根据设定的前置电容迟滞上限电压及其建立时间、监测系统最小工作电压、正常工作状态所需功率,提出前置电容容量的设计方法;根据短路持续时间、SC的最小放电截止电压和最大工作电压及系统期望维持时间,提出SC容量的设计方法。设计了自供电电源样机,并应用于电网短路故障监测系统,实验结果验证了理论分析及自供电电源设计方案和方法的可行性。

关键词： 数控振荡器   分辨率   近阈值电源电压   低功耗  

摘要： 文中提出了一种工作在近阈值电源电压下的LC数控振荡器(Digitally Controlled Oscillator, DCO),该振荡器采用PMOS管和NMOS管的交叉耦合结构实现了电流复用,降低了DCO的工作电流。DCO基于一种多阶电容桥接技术,在不采用ΔΣ调制器且不增加DCO功耗的前提下将单位可变电容值由3.2 fF减小到6.7 aF,提高了DCO的分辨率。文中提出的LC-DCO在130 nm CMOS工艺下进行了流片验证,测试结果显示,在0.5 V电源电压,输出频率为2.4 GHz时,电路功耗为0.425 mW,分辨率为9 kHz, 1 MHz频偏处的相位噪声为-122.2 dBc/Hz, FoM为193.52 dB。