重庆邮电大学 光电工程学院/国际半导体学院, 重庆 400065
为了解决高分辨率逐次逼近模数转换器(SAR ADC)中,电容式数模转换器(DAC)的电容失配导致精度下降的问题,提出了一种电容失配自测量方法,以及一种可适用于各种差分电容DAC设计的低复杂度的前台数字校准方法。该方法利用自身电容阵列及比较器完成位电容失配测量,基于电容失配的转换曲线分析,对每一位输出的权重进行修正,得到实际DAC电容大小对应的正确权重,完成数字校准。数模混合电路仿真结果表明,引入电容失配的16位SAR ADC,经该方法校准后,有效位数由10.74 bit提高到15.38 bit。
逐次逼近模数转换器 数字校准 电容失配 SAR ADC digital calibration capacitor mismatch
重庆邮电大学 光电学院/国际半导体学院， 重庆 400065
采用0.35 μm CMOS工艺，设计了一种用于CdZnTe探测器的16通道高速前端读出电路。整体电路由16个模拟通道、偏置模块和逻辑控制模块组成，每个通道包括电荷敏感放大器、漏电流补偿电路、成形器、基线保持电路、峰值检测保持电路和时间甄别器。分析了高入射频率下主要电路模块的性能及通道的读出时序。仿真结果表明，本前端读出电路的输入能量范围为29~430 keV@1~15 fC，每个通道功耗小于1.8 mW，等效噪声电荷为87.6e-，最大能补偿的漏电流为50 nA，达峰时间为150 ns，通道增益为50 mV/fC，非线性小于1%，最高注入频率为500 kHz。
前端读出电路 CdZnTe探测器 高速 单光子发射计算机断层成像 front-end readout circuit CdZnTe detector high speed SPECT
1 重庆邮电大学 光电工程学院/国际半导体学院, 重庆 400065
2 中国科学院 微电子研究所 集成电路先导工艺研发中心, 北京 100029
基于65 nm CMOS工艺, 设计了一种高速低功耗二分搜索算法(Binary-Search)模数转换器(ADC)。与传统Binary-Search结构相比, 该ADC的比较器采用两级动态前置放大器和一级动态闩锁器组合构成, 减小了静态电流, 得到极低的功耗; 失调电压降低到不会引起判决误差, 省去了外接的数字校准模块。因此, 芯片面积减小, 避免了校准模块拖慢比较器的工作速度。后仿结果表明, 当采样频率为1 GHz时, 该Binary-Search ADC的有效位达4.59 bit, 功耗仅1.57 mW。
模数转换器 二分搜索算法 全动态结构 ADC binary-search algorithm fully dynamic
1 中广核工程有限公司核电安全监控技术与装备国家重点实验室，广东 深圳，518172
2 上海大学 材料科学与工程学院，上海 200072
3 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料和探测器实验室，上海 200083
4 杨浦区市东医院 重症监护科室，上海 200438
5 苏州科技大学 物理科学与技术学院，江苏 苏州 215009
6 上海大学（浙江）高端装备基础件材料研究院，浙江 嘉善314113
采用溅射法制备了n型碲化镉薄膜。研究了不同沉积时间制备的n型碲化镉薄膜的形貌、结构和光学性质，以及薄膜厚度和退火工艺对n型碲化镉薄膜光电化学特性的影响。实验结果表明，溅射时间为25 min的碲化镉薄膜具有较好的PEC性能。退火工艺可以提高沉积的n型碲化镉薄膜的光电化学性能。当用饱和氯化镉溶液涂覆碲化镉薄膜并在真空中400 ℃退火时，n型碲化镉薄膜的光电化学性能最佳，光电流达到301 μA/cm2。
碲化镉 溅射 光电化学 退火 CdTe sputtering photoelectrochemical annealing
1 东南大学, 南京 210000
2 西安电子科技大学, 西安 710000
针对传统视频异常事件检测算法准确率低、鲁棒性差等问题, 提出了一种基于双流残差网络的视频异常事件检测算法。该算法综合运用深层残差网络、时序分割网络以及卷积融合策略。在传统双流网络利用单帧图像和多帧光流图像分别提取运动信息和时序行为的基础上, 进一步加深网络深度, 扩展运动信息建模能力; 同时,利用分段构建网络的方式充分提取时序特征, 提升对长时间视频处理效果; 并且将高维时空特征进行融合, 充分挖掘视频中的时空关联关系, 得到最终检测结果。在公开的UCF-Crime和XD-Violence数据集上训练和验证的实验结果表明, 提出的基于双流残差网络的视频异常事件检测算法相较于仅使用单模态网络(空间流网络)的方法准确率提升约10%, 与传统双流网络相比, 准确率也分别提升3.2%和6.1%。
视频异常事件检测 多模态特征融合 残差网络 双流网络 video anomaly event detection multi-modal feature fusion residual network two-stream network
重庆邮电大学 光电工程学院/国际半导体学院, 重庆 400065
基于65 nm CMOS工艺设计了一种可用于脉冲神经网络系统的低功耗、高能效、结构紧凑的突触电路。突触电路采用开关电容电路结构, 直接接收来自神经元电路的脉冲信号, 根据脉冲时间依赖可塑性(STDP)学习规则调节突触权重, 并实现了权重学习窗口的非对称性调节, 使突触电路可以适应不同情况。仿真结果表明, 突触电路耗能约为0.4 pJ/spike。
突触 脉冲神经网络 synapse CMOS CMOS STDP STDP spiking neural network
1 中国科学院高功率微波源与技术国防重点实验室,北京 100400
2 中国科学院大学电子电气与通信工程学院,北京 100039
推导了时域多模公式并结合频域单模理论对 394 GHz二次谐波回旋管进行了模式激励及模式互作用分析。当工作电压为 15 kV,工作磁场为 7. 185 T,在频域单模稳态计算中 TE2 工作模工作电流为 0. 25 A时,261-不能起振,式 TE2 时域多模仿真结果显示 TE2 261-均能在 393. 87 GH稳定振荡, TE261 +2 在最终振荡中261 +达到稳定振荡; 261 +和 TE2 占主导地位,其输出功率和效率分别为 136. 8 W、3. 6 %,两者获得的工作模式的输出特性完全吻合。
回旋管 太赫兹 谐波 时域多模计算 gyrotron THz harmonics multimode time domain calculation
1 中国科学院电子学研究所,中国科学院高功率微波源与技术国防重点实验室,北京 100140
2 中国科学院大学,北京 100039
相对于高阶工作模式的单腔回旋管,同轴腔回旋管具有缓解模式竞争,提高单模工作的稳定性,以及增大功率容量的优点,宜用于受控热核聚变中的电子回旋共振加热和电子回旋电流驱动而受关注.详细地研究了工作频率为 170 GHz,TE34,11模同轴腔回旋管的结构参数、电子束参数及腔壁损耗对注-波互作用的影响.首先对 170 GHz兆瓦级功率模式选择进行分析,给出了工作模式.再次,基于时域自洽非线性理论,编写了时域单模稳态注-波互作用程序,分析了电流、磁场强度和腔壁欧姆损耗对互作用的影响,并对工作参数进行了优化.模拟结果表明: 当电子束电流为 68 A,工作电压为 65 kV,引导磁场强度为 6. 58 T时,可获得 2. 18 MW的输出功率, 49. 23 %的效率,外腔壁上的欧姆损耗密度峰值为 1. 94 kW/cm2,内导体表面的小于 0. 15 W/cm2; 互作用效率随速度零散增大而降低,输出频率向下偏移; 电子注厚度对互作用也有相似的影响.
物理电子学 回旋管 自洽非线性理论 同轴腔 注-波互作用 physical electronics gyrotron self-consistent nonlinear theory coaxial cavity beam-wave interaction
1 中国科学院电子学研究所 高功率微波源与技术重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
对170 GHz 兆瓦级回旋管单级降压收集极横向磁扫描系统进行了仿真. 采用单级降压收集极一方面回收了废电子注的部分活跃能量同时提升总输出效率超过55%. 横向磁扫描系统的引入扩展了废电子注轨迹长度至1100 mm, 使收集极表面热耗散保持在技术允许范围内. 此外仿真得到了扫描信号的调制深度以及横向线圈数的最优结果38.9%和6, 以及可接受的最大平均功率值117.1 W/cm2 . 为了确保在实际工作中的安全性和可行性, 设计了轴向开槽的收集极冷却系统, 利用软件ANSYS开展了收集极的热和流体分析. 得到收集极内外表面的最高温度各自为156.09℃ 和140.35℃. 进水口和出水口的水温范围分别为20~26.68℃和38.01~58.56℃.
回旋管 单级降压收集极 横向磁扫描系统 热和流体分析 gyrotron single-stage depressed collector transverse field sweeping system thermal and fluid analysis 红外与毫米波学报
2019, 38(4): 04419
奇点光束包括基于相位奇点的轨道角动量(OAM)光束和基于偏振奇点的柱矢量光束(CVB)。OAM光束和CVB都具有正交性，可以作为空分复用的模式应用于光通信中，为光束复用提供一个新的自由度，大幅度地提高光通信系统的容量，在光通信中具有广泛的应用前景。文章首先介绍了OAM光束和CVB的数学描述和物理特性，然后重点综述了其产生和检测方法以及在自由空间光通信和光纤通信中的研究进展，比较了OAM光束和CVB在光通信应用中各自的优势与不足之处。最后，探讨了奇点光束复用光通信的应用方向和发展趋势。
奇点光束 光通信技术 轨道角动量 柱矢量光束 singular optical beams optical communication technology OAM CVB
