HI5662 是一款双 8 位全差分采样流水线 A/D 转换器,具有数字纠错逻辑。图 14 描述了前端差分输入差分输出采样保持 (S/H) 放大器的电路。开关由内部采样时钟控制,该时钟是来自主采样时钟的非重叠两相信号 1 和 2 。在采样阶段 1 ,输入信号施加到采样电容器 C S 。同时,保持电容器 C H 放电至模拟地。在 1 的下降沿,输入信号在采样电容器的底板上进行采样。在下一个时钟相位 2 中,采样电容器的两个底板连接在一起,保持电容器切换到运算放大器输出节点。然后电荷在 C S 和 C H 之间重新分配,完成一个采样保持周期。前端采样保持输出是模拟输入的全差分采样数据表示。该电路不仅执行采样保持功能,还将单端输入转换为转换器核心的全差分输出。在采样阶段,I/Q IN 引脚仅看到开关的导通电阻和 C S 。这些组件的相对较小的值导致转换器的典型全功率输入带宽为 250MHz。
传感器:机械和光学限位开关、编码器、热电偶、应变计、CCD 摄像机、红外传感器、压电传感器、电容式传感器、扭矩传感器、触觉传感器、陀螺仪和超声波传感器。执行器:直流电机、步进电机、交流电机、气动执行器、液压执行器、记忆形状合金。信号调节:组件互连、放大器、模拟滤波器、调制器和解调器、模拟数字转换、采样保持电路、多路复用器、数字滤波器和惠斯通电桥的软件和硬件实现。控制:H 桥电机控制、PWM 电机控制、步进电机控制、液压和气动执行器的非线性控制、PLC、SCADA 系统、工业现场总线、微处理器控制。
1.AD9648 采用单个 1.8 V 模拟电源供电,并具有单独的数字输出驱动器电源,以适应 1.8 V CMOS 或 LVDS 逻辑系列。2.获得专利的采样保持电路在高达 200 MHz 的输入频率下仍能保持出色的性能,并且专为低成本、低功耗和易用性而设计。3.标准串行端口接口支持各种产品特性和功能,例如数据输出格式、内部时钟分频器、关断、DCO/数据时序和偏移调整。4.AD9648 采用符合 RoHS 标准的 64 引脚 LFCSP 封装,该封装与 AD9650 / AD9269 / AD9268 16 位 ADC、AD9258 14 位 ADC、AD9628 / AD9231 12 位 ADC 和 AD9608 / AD9204 10 位 ADC 引脚兼容,从而实现了 10 位和 16 位转换器之间的简单迁移路径,采样率为 20 MSPS 至 125 MSPS。
小型项目和评分复习问题集:将有三个评分小型项目。这些通常涉及电路设计和 CAD 软件的使用。还将有一个评分问题集,旨在复习您的必备知识。学生将单独完成所有小型项目和评分问题集。可能会发布部分问题的解决方案。非评分问题集:将定期提供纸笔式问题集。这些问题集无需提交,也不会评分。可能会发布每组中部分问题的部分解决方案。最终项目:最终项目将由讲师分配,涉及具有各种性能规格的模拟系统(例如,流水线 ADC 的第一级、采样保持放大器等)的晶体管级原理图设计和仿真。学生将单独完成项目。期中考试:学期第 6-8 周(待定)将进行 90 分钟的课堂期中考试。考试将采用闭卷和闭笔记形式。将提供公式表。期末考试:秋季常规考试期间将进行 2.5 小时的期末考试。考试将采用闭卷和闭笔记形式。您将对课程中涵盖的所有内容负责。将提供公式表。 CAD 软件:您将使用 Cadence 的行业标准电路仿真软件(Virtuoso 和 Spectre)来完成小项目和最终项目。无需使用这些 CAD 工具的经验。使用 Linux 的经验很有帮助(因为我们使用的 CAD 工具仅在 Linux 上运行),但这不是必需的。但是,希望您熟悉数学软件,例如 MATLAB 或 Excel。请注意,您可以从信息系统和技术网站(https://uwaterloo.ca/information-systems-technology/)获取 MATLAB、Excel 和其他软件。课程网站:
实验物理学的科学进步不可避免地依赖于基础技术的不断进步。激光技术可以实现受控的相干和耗散原子光相互作用,而微光学技术则可以实现标准光学无法实现的多功能光学系统。本论文报告了这两项技术的重要进展,目标应用范围从里德堡态介导的量子模拟和光镊阵列中单个原子的计算到高电荷离子的高分辨率光谱。报告了激光技术的广泛进展:通过引入机械可调透镜支架,外腔二极管激光系统的长期稳定性和可维护性得到显著改善。开发了基于类似透镜支架的锥形放大器模块。二极管激光系统由数字控制器补充,用于稳定激光频率和强度。控制器提供高达 1.25 MHz 的带宽和由商业 STEMlab 平台设定的噪声性能。此外,还开发了针对强度稳定和 Pound-Drever-Hall 频率稳定进行优化的散粒噪声受限光电探测器以及用于 MHz 范围拍音的光纤探测器。通过分析用于波长为 780 nm 的 85 Rb 激光冷却的激光系统的性能,证明了所提出技术的能力。参考激光系统稳定到由调制传输光谱提供的光谱参考。分析该光谱方案以发现高调制指数下的最佳操作。使用紧凑且经济高效的模块产生合适的信号。实现了一种基于光学锁相环的激光偏移频率稳定方案。来自参考激光系统的所有频率锁定均提供 60 kHz(FWHM)的 Lorentzian 线宽以及 10 天内 130 kHz 峰峰值的长期稳定性。基于声光调制器与数字控制器相结合的强度稳定允许在微秒时间尺度上进行实时强度控制,并辅以响应时间为 150 纳秒的采样保持功能。对激光系统的光谱特性提出了很高的要求,以实现量子态的相干激发。在本论文中,通过引入一种用于二极管激光器的新型电流调制技术来增强主动频率稳定的性能。实现了从 DC 到 100 MHz 的平坦响应和低于 90 ◦ 的相位滞后,最高可达 25 MHz,从而扩展了可用于激光频率稳定的带宽。将该技术与快速比例微分控制器相结合,实现了两个激光场,相对相位噪声为 42 mrad rms,用于驱动铷基态跃迁。通过双光子方案进行相干里德堡激发的激光系统通过从 960 nm 倍频提供 780 nm 和 480 nm 的光。从单模光纤获得的 480 nm 输出功率为 0.6 W。两个激光系统的频率都稳定在高精细度参考腔中,导致 960 nm 处的线宽为 1.02 kHz(FWHM)。数值模拟量化了有限线宽对里德堡拉比振荡相干性的影响。开发了一种类似于 480 nm 里德堡系统的激光系统,用于高电荷铋的光谱分析。先进的光学技术也是微光学镊子阵列的核心,它提供了前所未有的系统尺寸可扩展性。通过使用优化的透镜系统与自动评估程序相结合,演示了具有数千个点且阱腰小于 1 µm 的镊子阵列。使用增材制造工艺生产的微透镜阵列实现了类似的性能。微透镜设计针对制造工艺进行了优化。此外,还分析了由于抑制谐振光导致的偶极阱散射率,证明了使用锥形放大器系统生成偶极阱的可行性。