一种采用新型失配校准算法的高速高精度时间交织模数转换器设计
这是一篇关于模数转换器,流水线,时间交织,通道间失配,失配校准的论文, 主要内容为随着集成电路制造工业水平的发展,数字信号处理的速度飞速提高,模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC)作为连接模拟世界与数字世界的桥梁,其采样速率以及精度的要求被不断提高。高速高精度ADC具有重要的战略意义,在高端军用以及民用设备中需求极大,是芯片中的稀缺品。国内在高速高精度ADC研究上起步较晚,与国际领先水平差距较大,与此同时关键技术又遭到美国封锁,此领域的研究具有重要意义。时间交织是实现高速高精度的常用架构,能通过通道数量的堆叠实现ADC采样速率的成倍增加,在单通道ADC的选择上,流水线ADC能在较高的采样速率下保持高精度,本文将系统研究时间交织流水线ADC的关键技术。本文基于40 nm CMOS工艺,设计并实现了一款12bit 1GSps 4通道时间交织流水线ADC。本文首先对流水线ADC关键技术进行研究,阐述了流水线ADC的基本架构以及原理,确定了结合级间增益校准技术的单级3-bit的SHA-less架构的流水线ADC架构,而后分析并设计了单个流水线级的采样保持电路、Sub-ADC以及MDAC。随后本文对时间交织ADC的关键技术进行了研究,阐述了时间交织结构的基本原理,研究并设计了用分频器产生4相时钟的时钟控制方式,详细介绍了失调失配、增益失配以及采样时刻失配这三种主要的失配方式,计算推导出了这三类失配分别在频域上的影响,分析了各类校准技术优缺点后,提出了实现方便的累加平均提取失配值并直接在输出端消除的后台校准算法,而针对提取以及补偿的方式都更为复杂的采样时刻失配校准,本文选取了数字域提取、模拟域补偿的后台校准算法进行实现并改进。本设计单通道流水线ADC前仿结果为:SNDR为81.8 dB,SFDR为91.8 dB,提取前四级寄生的后仿结果为:SNDR为74.6 dB,SFDR为77.2 dB。12bit 1GSps4通道时间交织流水线ADC模拟电路部份经前仿验证性能良好,其前仿SNDR为81.2 dB,SFDR为91.2 dB。针对失配校准的校准技术经仿真验证能有效抑制失配带来的杂波,分别来看,失调失配校准前后性能可提升31.4 dB,增益失配校准前后性能可提升34.4 dB,采样时刻失配校准前后性能可提升20.3 dB。此外,经本设计优化后的采样时刻失配校准算法相对传统方法收敛更快、精度更准。
基于SSM的轴承选配与出入库管理系统的设计与实现
这是一篇关于流水线,信息化,一体化,自动选配的论文, 主要内容为随着我国铁路运输事业的快速发展,铁路运输车辆行驶的速度在不断地提高。在车辆高速、长时间行驶的过程中不可避免地会对车辆中的行车系统轮轴造成一定的磨损,如果不及时对车辆进行检修,就会存在铁路行车安全事故隐患。而轮轴中轮对、轴承的选配与压装是车辆检修过程中的一个重要环节,轮对、轴承的选配与压装务求高精度的测量与计算、科学合理的选配,是车辆安全、高速、可靠运行的重要保证。在对天津车辆段某车间的实际调研中发现,目前轮对、轴承的选配还是采用人工选配的方式,计算量大且工作效率低,易造成资源浪费,由于人工计算错误导致选配出来的轴承的准确性以及合理性难以得到保证;另一方面对轴承出入库、压装过程的数据管理都是传统的纸质化操作,导致数据容易丢失、数据管理滞后。因此对轮轴的选配与压装实现信息化管理对于进一步提高铁路建设信息化水平、保障车辆行车安全有着重要的意义。本文通过对天津车辆段某车间的实际调研,设计和实现了轴承选配与出入库管理系统。针对检修车间内轴承等零件管理、选配困难等问题,创建信息化的轴承等零件的信息管理系统,采取合理而高效的配件管理措施,定制一种高效的流水线作业方式,代替了原来纯人工操作的作业方式,将轴承等零件的测量、管理、选配、轮对压装等工作整合在一起,并通过该系统实现轮轴选配、压装等过程的一体化操作。同时系统仔细分析了原来的轴承选配过程,结合了先进的信息技术,根据选配过程的特点、性质以及规范标准,从选配原理、选配原则的角度设计了针对轴承轴颈选配过程的算法,解决了选配过程中人工计算复杂以及选配结果不合理等问题,实现了轴承轴颈的自动选配。轴承选配与出入库管理系统的具体功能包括轴承管理、压装管理、统计分析以及后台配置管理,系统采用SSM框架等技术来实现具体的功能。本文从系统开发的关键技术、可行性研究、需求分析、概要设计以及功能的详细设计等方面对系统的实现过程进行了说明。目前轴承选配与出入库管理系统已经在天津车辆段某车间投入实际使用,为车辆检修质量以及车辆行车安全提供了有效的保证。
一种采用新型失配校准算法的高速高精度时间交织模数转换器设计
这是一篇关于模数转换器,流水线,时间交织,通道间失配,失配校准的论文, 主要内容为随着集成电路制造工业水平的发展,数字信号处理的速度飞速提高,模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC)作为连接模拟世界与数字世界的桥梁,其采样速率以及精度的要求被不断提高。高速高精度ADC具有重要的战略意义,在高端军用以及民用设备中需求极大,是芯片中的稀缺品。国内在高速高精度ADC研究上起步较晚,与国际领先水平差距较大,与此同时关键技术又遭到美国封锁,此领域的研究具有重要意义。时间交织是实现高速高精度的常用架构,能通过通道数量的堆叠实现ADC采样速率的成倍增加,在单通道ADC的选择上,流水线ADC能在较高的采样速率下保持高精度,本文将系统研究时间交织流水线ADC的关键技术。本文基于40 nm CMOS工艺,设计并实现了一款12bit 1GSps 4通道时间交织流水线ADC。本文首先对流水线ADC关键技术进行研究,阐述了流水线ADC的基本架构以及原理,确定了结合级间增益校准技术的单级3-bit的SHA-less架构的流水线ADC架构,而后分析并设计了单个流水线级的采样保持电路、Sub-ADC以及MDAC。随后本文对时间交织ADC的关键技术进行了研究,阐述了时间交织结构的基本原理,研究并设计了用分频器产生4相时钟的时钟控制方式,详细介绍了失调失配、增益失配以及采样时刻失配这三种主要的失配方式,计算推导出了这三类失配分别在频域上的影响,分析了各类校准技术优缺点后,提出了实现方便的累加平均提取失配值并直接在输出端消除的后台校准算法,而针对提取以及补偿的方式都更为复杂的采样时刻失配校准,本文选取了数字域提取、模拟域补偿的后台校准算法进行实现并改进。本设计单通道流水线ADC前仿结果为:SNDR为81.8 dB,SFDR为91.8 dB,提取前四级寄生的后仿结果为:SNDR为74.6 dB,SFDR为77.2 dB。12bit 1GSps4通道时间交织流水线ADC模拟电路部份经前仿验证性能良好,其前仿SNDR为81.2 dB,SFDR为91.2 dB。针对失配校准的校准技术经仿真验证能有效抑制失配带来的杂波,分别来看,失调失配校准前后性能可提升31.4 dB,增益失配校准前后性能可提升34.4 dB,采样时刻失配校准前后性能可提升20.3 dB。此外,经本设计优化后的采样时刻失配校准算法相对传统方法收敛更快、精度更准。
基于混合差分进化算法的复杂零等待流水线调度问题和作业车间调度问题的求解
这是一篇关于差分进化算法,零等待,流水线,序相关,设置时间,释放时间,作业车间的论文, 主要内容为生产调度问题通常具有NP难、大规模、强约束等特性。生产调度有效算法的研究日益受到工业界和学术界的重视。差分进化(Differential Evolution, DE)作为一种简单有效的智能算法,已受到广泛关注并在多个领域得到了成功应用。因此,本论文对三类重要生产调度问题进行基于混合DE的求解算法研究。论文的主要工作归纳如下： (1)针对总体完成时间(the total completion time)指标下的带序相关设置时间和释放时间的零等待流水线调度问题,通过分析问题的结构特性,设计了一种基于快速评价解方法的有效局部搜索,进而与DE的全局搜索有机结合,得到混合DE算法,通过仿真实验和比较验证了算法的有效性。 (2)针对总体加权提前/拖后完成时间(the total weighted earliness/tardiness)指标下的带序相关设置时间和释放时间的零等待流水线调度问题,根据问题模型的结构特性,将(1)中的快速评价解方法拓展运用于该问题,同时采用基子邻域分解策略和"first move"策略的interchange邻域快速搜索来构造局部搜索,进而结合DE的全局搜索机制,提出了一种高效混合DE算法,仿真实验和比较验证了算法的高效性和鲁棒性。 (3)针对最大完成时间(makespan)指标下的作业车间调度问题,利用活动化解码机制来减少搜索空间,同时将已有的离散化DE算法和基于interchange邻域的小却有效的局部搜索有机融合,进而得到一种有效混合离散DE算法,仿真实验验证了混合的必要性和算法的有效性。 由于对广泛存在于流程工业的带序相关设置时间和释放时间的零等待流水线调度问题尚无基于DE的调度算法研究,本论文主要针对该类问题研究如何设计基于混合DE的有效调度算法,同时针对离散混合DE在JSP中的应用研究屈指可数的现状,本论文也对如何将已有的离散化DE算法和自行设计的局部搜索有机融合进行了探讨,故对其研究具有重要的学术和工程价值,并具有一定的创新性。
基于SSM的轴承选配与出入库管理系统的设计与实现
这是一篇关于流水线,信息化,一体化,自动选配的论文, 主要内容为随着我国铁路运输事业的快速发展,铁路运输车辆行驶的速度在不断地提高。在车辆高速、长时间行驶的过程中不可避免地会对车辆中的行车系统轮轴造成一定的磨损,如果不及时对车辆进行检修,就会存在铁路行车安全事故隐患。而轮轴中轮对、轴承的选配与压装是车辆检修过程中的一个重要环节,轮对、轴承的选配与压装务求高精度的测量与计算、科学合理的选配,是车辆安全、高速、可靠运行的重要保证。在对天津车辆段某车间的实际调研中发现,目前轮对、轴承的选配还是采用人工选配的方式,计算量大且工作效率低,易造成资源浪费,由于人工计算错误导致选配出来的轴承的准确性以及合理性难以得到保证;另一方面对轴承出入库、压装过程的数据管理都是传统的纸质化操作,导致数据容易丢失、数据管理滞后。因此对轮轴的选配与压装实现信息化管理对于进一步提高铁路建设信息化水平、保障车辆行车安全有着重要的意义。本文通过对天津车辆段某车间的实际调研,设计和实现了轴承选配与出入库管理系统。针对检修车间内轴承等零件管理、选配困难等问题,创建信息化的轴承等零件的信息管理系统,采取合理而高效的配件管理措施,定制一种高效的流水线作业方式,代替了原来纯人工操作的作业方式,将轴承等零件的测量、管理、选配、轮对压装等工作整合在一起,并通过该系统实现轮轴选配、压装等过程的一体化操作。同时系统仔细分析了原来的轴承选配过程,结合了先进的信息技术,根据选配过程的特点、性质以及规范标准,从选配原理、选配原则的角度设计了针对轴承轴颈选配过程的算法,解决了选配过程中人工计算复杂以及选配结果不合理等问题,实现了轴承轴颈的自动选配。轴承选配与出入库管理系统的具体功能包括轴承管理、压装管理、统计分析以及后台配置管理,系统采用SSM框架等技术来实现具体的功能。本文从系统开发的关键技术、可行性研究、需求分析、概要设计以及功能的详细设计等方面对系统的实现过程进行了说明。目前轴承选配与出入库管理系统已经在天津车辆段某车间投入实际使用,为车辆检修质量以及车辆行车安全提供了有效的保证。
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