长寿高频声子对于从光学机械到新兴量子系统的应用都是有价值的。对于科学和技术影响,我们寻求高性能振荡器,这些振荡器为芯片尺度整合提供了途径。共聚焦散装声波谐振器已显示出在低温温度下在结晶介质中支持长寿命的声子模式的巨大潜力。到目前为止,这些设备已经具有CM尺寸的宏观尺寸。但是,当我们将这些振荡器推向高频时,我们有机会从根本上减少足迹,作为经典和新兴的量子技术的基础。在本文中,我们介绍了新颖的设计原理和简单的微加工技术,以创建高性能的碎屑尺度共聚焦散装声波的声波,以各种晶体材料。We tailor the acoustic modes of such resonators to efficiently couple to light, permitting us to perform a non-invasive laser- basedphononspectroscopy.Usingthistechnique,wedemonstrateanacoustic Q -factor of 2.8 × 10 7 (6.5 × 10 6 ) for chip-scale resonators operating at 12.7 GHz (37.8 GHz) in crystalline z - 在低温温度下切开石英(x -Cut硅)。©2018作者。所有文章内容(除非另有说明,否则都将根据创意共享归因(cc by)许可(http://creativecommons.org/licenses/4.0/)获得许可。https://doi.org/10.1063/1.5026798
单元 1:放大器 16 小时 多级放大器:多级放大器的需求和使用、总增益、级联与共源共栅。RC 耦合放大器。达林顿放大器 - 电路、电流增益、Zi、Zo、优点。功率放大器:电压与功率放大器、功率放大器的需求、分类 A 类、C 类(仅提及)B 类:推挽放大器、工作、效率(推导)、交叉失真、谐波失真、互补对称(无变压器)。比较。调谐放大器:需要单调谐和双调谐、工作、频率响应曲线、优点和缺点、耦合说明。JFET - 类型 - p 沟道和 n 沟道、工作和 IV 特性 - n 沟道 JFET、参数及其关系、BJT 和 JFET 的比较。共源放大器、MOSFET:E&D、MOSFET – n 沟道和 p 沟道、构造、工作、符号、偏置、漏极和传输特性、CMOS 逻辑、CMOS 反相器 - 电路、工作和特性。单元 2:反馈放大器和振荡器 10 小时反馈:反馈类型正反馈和负反馈、框图、反馈对 Av、BW、Zi 和 Zo 的影响(仅适用于电压串联反馈放大器电路)。振荡器的需求;正反馈、储能电路 – 振荡、谐振频率。巴克豪森振荡准则、LC 调谐振荡器 - Colpitts 和 Hartley 振荡器、振荡频率(无推导)、最小增益、优点和缺点、RC 振荡器 - 相移和 Wein 桥振荡器(无推导)、频率和最小增益、晶体振荡器、压电效应、等效电路、串联和并联谐振电路、Q 因子。非正弦振荡器:非稳态多谐振荡器,工作波形,频率公式(仅提及),单稳态多谐振荡器,双稳态多谐振荡器(触发器概念)。 单元 3:集成电路 04 小时 IC555 框图和引脚图。 IC555 应用 - 非稳态(推导)和单稳态多谐振荡器,压控振荡器。 施密特触发器。 IC 稳压器:LM317,IC78XX,79XX 系列(框图) 单元 4:运算放大器(Op-Amp) - 理论与应用 11 小时 Op-Amp 框图,引脚图 IC741,规格,理想和实际运算放大器参数的特性 - 输入偏置电流,输入失调电压,输出失调电压,CMRR,斜率 SVRR,失调零,开环运算放大器限制,闭环运算放大器。负串联反馈放大器的框图,反相和非反相反馈电路,增益,R if ,R of 。虚拟接地,单位增益带宽积。应用:加法器 - 反相和非反相,减法器,比例变换器,缓冲器,积分器,微分器(理想和实用)。比较器,过零检测器,有源滤波器 - 巴特沃斯一阶低通、高通、带通、带阻、全通滤波器。二阶滤波器(仅提及)。自学:04 小时 IC 制造技术。推荐教科书 1、运算放大器和线性电路,Ramakanth Gayakwad PHI,第 5 版,2015 年。2. 应用电子学教科书,RS Sedha
摘要 近年来,人们对模拟信号处理和计算架构的兴趣普遍复苏。此外,关于混沌和模拟混沌振荡器的理论和实验文献也非常丰富。这些电路的一个特点是,尽管结构简单,但当通过耦合机制使其中几个电路同步时,它们能够生成复杂的时空模式。本文虽然不是系统的综述,但它提供了个人对这一领域的见解。在简要介绍设计方面和可能出现的同步现象之后,本文介绍了一些体现潜在应用的结果,包括机器人控制、分布式传感、储层计算和数据增强。尽管这些电路具有有趣的特性,但它们的工业应用在很大程度上仍未实现,这似乎是由于各种技术和组织因素,包括设计和优化技术的缺乏。针对这种情况,给出了一些思考,混沌振荡器在模拟电路设计中的不连续创新的潜在相关性(单独和作为同步网络),以及阻碍向更高技术准备水平过渡的因素。关键词:模拟电路设计、模拟计算、模拟信号处理、生物启发机器人、混沌、混沌同步、混沌振荡器、数据增强、分布式感知、力场、炒作周期、创新、神经系统、模式生成、技术准备
在评估频率标准时,有三个指标可以对其进行表征。它们是标准的稳定性、可重复性和准确性。在描述频率标准时,这三个术语具有特殊含义,不能互换使用。频率标准的稳定性描述了振荡(或时钟)频率随时间变化的程度。稳定的振荡器是指所有振荡在时间上间隔相等的振荡器。然而,稳定性并没有说明时钟的实际振荡频率,它只是描述了它的恒定程度。从历史上看,稳定性是通过使用从钟摆到氢原子钟、研究级石英振荡器到较新的低温蓝宝石振荡器以及现在的激光器的设备来实现的。可重复性描述了一组相同类型的频率标准之间的平均频率差。请注意,要达到特定的可重复性水平,稳定性需要超过该值,但反之则不然。氢原子钟就是一个很好的例子。这些设备产生的频率非常稳定(几千秒内可达 1 Ql5 分之一),但两台相同设计的设备的频率差异可能超过 1.Qll 分之一 [1.]。这是由于氢原子与它们所在的微波室之间的碰撞。标准的精度描述了其频率相对于秒的 SI 单位定义的测量精度,即 [2]:
相干态是一个重要的概念,其特征值关系为 ˆ a | α = α | α as,是研究和描述辐射场的一个非常方便的基础,它是由薛定谔于 1926 年在对量子谐振子的研究 1 – 4 中首次提出的。然而,基于相干态和光电检测的量子相干理论已由 Glauber、Wolf、Sudarshan、Mandel、Klauder 等人在 20 世纪 60 年代初发展起来,它与经典辐射场中的量子态最为相似,因此被认为是经典力学和量子力学的边界。Glauber 的创新工作于 2005 年获得诺贝尔奖,以表彰他。事实上,相干态已经成为量子物理学中最常用的工具之一,在各个领域,特别是在量子光学和量子信息中发挥着非常重要的作用。相干态使我们能够使用 Wigner 等人早期开发的准概率来描述光在相空间中的行为 7 。相干态的重要性在于它们的概括已被证明能够呈现非经典辐射场特性 8 – 10 。激光作为一种极具潜力的相干光的表现标志着对光与物质之间非线性相互作用的广泛研究的开始 11 。这可以通过实验通过将相干态穿过克尔介质来实现,这是由于出现了可识别的宏观相干态叠加,即所谓的猫态 12 。当克尔介质的入口状态是正则相干态时,Kitagawa 和 Yamamoto 引入了克尔态作为克尔介质的输出 13 。克尔效应会产生正交压缩,但不会改变输入场光子统计特性,即它仍然是泊松分布,这是正则相干态输入的特性,用于产生相干态的叠加 14 – 16 。这里值得注意的是,光在克尔介质中的扩散也以非谐振荡器样本为特征,非谐项取为 ˆ np ,其中 p 为整数(p > 1)17 , 18 。该振荡器模式可以被评估为描述注入具有非线性磁化率的传输线(例如光纤)的相干态的演变。用相干态的量子力学描述的激光束在通过非线性介质时会经历各种复杂的改变,包括量子态的崩溃和复活。在任何线性或非线性的演变中,耗散总是会发生。耗散效应通常导致振幅的减小,但是,如果相互作用发生在原子尺度上,量子效应就会很显著 19。非线性相干态是标准相干态最突出的概括之一 20 。一个合适的问题是:如果初始相干态的时间演化受到时间相关谐振子哈密顿量的影响,并与时间相关外部附加势 21 – 24 耦合,会发生什么情况?时间相关谐振子有很多种,例如参数振荡器 11、25 、卡尔迪罗拉-卡奈振荡器 26、27 和具有强脉动质量的谐振子 28 。
课程说明本课程介绍了最先进的集成电路(IC)和系统的概述,应用,基本原理和设计流。课程内容包括制造过程;二极管,双极晶体管和MOS晶体管和操作模式;以及模拟,数字和混合信号IC设计的基础。先决条件:ELEC 2400或ELEC 2410(2016-17之前)主题列表讲座大纲第1周的综合电路和系统介绍,第2周固态设备和IC制造的基础知识; Brief review of PN junction properties Week 3 Bipolar Junction Transistor (BJT) operation, IV Characteristics & biasing Week 4 BJT small-signal model and 1-transistor amplifier design Week 5 Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) operation, IV Characteristics & biasing Week 6 MOSFET small-signal model and 1-transistor amplifier design Week 7 Common-emitter amplifier, Common-base amplifier, Emitter Follower Week 8 Common-source amplifier, Common-source amplifier, Source Follower Week 9 Differential amplifier design and introduction to op amp design Week 10 Current mirrors, active load, two-stage op amp design Week 11 Op amp applications: Filters, ADCs, DACs, Oscillators Week 12 Introduction to digital circuits and CMOS logic Week 13 MOS memory storage电路实验室大纲1。AM广播接收器(第3-4周)2。MOSFET表征(第6-7周)3。MOS单晶体管放大器(第10-11周)4。CMOS逻辑表征(第12-13周)目标/结果声明:
可调振荡器的闪烁噪声是一个特殊问题,而可调振荡器是捕获接收信号所必需的。直接数字合成 (DDS) 为这个问题提供了一个现成的解决方案,但可能会引入不需要的杂散信号产物。本文介绍了一种将这些产物降低到普遍令人满意的水平的新型专利方法,该方法确保了所提出的新型集成发射机合成器方法的可行性。为了在微波频率下从 DDS 提供合成的本地振荡器,必须使用一些额外的技术。本文介绍了一种使用阶跃恢复二极管 (SRD) 的方法。本文介绍了一项深入研究,表明
运算放大器广泛用于各种电子应用,包括音频放大器、信号调节器、滤波器、振荡器、稳压器等等。它们是模拟电子器件的基本组成部分,通常与其他元件配合使用,在电子电路中执行各种任务。运算放大器以集成电路 (IC) 形式提供,因此易于在各种应用中使用。运算放大器是线性集成电路 (IC)。线性集成电路是由许多晶体管、二极管、电阻器和电容器组成的设备,它们被制造在单个半导体材料微型芯片中,并封装在一个外壳中,以形成一个功能电路。
可调振荡器的闪烁噪声是一个特殊问题,需要使用可调振荡器来捕获接收信号。直接数字合成 (DDS) 为这个问题提供了一个现成的解决方案,但可能会引入不需要的杂散信号产物。本文介绍了一种将这些产物降低到普遍令人满意的水平的新型专利方法,这确保了所提出的新型集成发射机合成器方法的可行性。为了在微波频率下从 DDS 提供合成的本地振荡器,必须使用一些额外的技术。本文介绍了一种使用阶跃恢复二极管 (SRD) 的方法。本文介绍了一项深入研究,表明
将机械振荡器用激光冷却到其运动基态是量子计量、模拟和计算领域的一个持续研究方向[1-4]。特别是,将单个原子定位到远低于光波长(“Lamb-Dicke”机制)是实现原子系统高保真量子控制的先决条件[1,5]。在大的捕获离子晶体中,量子纠缠门利用离子的集体运动[6,7]。这种运动必须在基态附近制备,冷却过程与耦合到环境的加热相竞争[8,9]。因此,开发新方法来实现所有运动模式的高带宽和快速冷却至关重要,这些运动模式用作量子信息处理的量子总线。解析边带冷却(RSC)是冷却机械振荡器的通用工具,对于捕获离子,它是冷却到基态的标准方法[1,10-12]。然而,RSC 时间通常随着振荡器的总质量或链中捕获离子的数量线性增长。通过实施具有单离子寻址的并行 RSC 策略,可以改善大型链的这种缩放比例 [13] 。捕获离子和原子的电磁诱导透明 (EIT) 冷却是另一种众所周知的基态冷却方法 [14 – 20] 。它利用三能级 Λ 系统中的量子干涉 [21] 来创建针对原子运动量身定制的可调窄光谱特征,以实现高效冷却。应用于捕获离子,EIT 冷却允许在很大一部分运动光谱上同时进行基态冷却,而无需单离子寻址 [22 – 24] 。EIT 冷却在简单的三能级系统之外的扩展已经激发了一些理论 [25 – 27] 和实验 [28 – 30] 研究。这种扩展对于量子