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基于砷化镓工艺L波段混沌电路的设计

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摘要

第一章 绪论

1.1 课题背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究目标和主要内容

1.4 论文组织

第二章 Colpitts混沌电路的基本原理

2.1 引言

2.2 混沌理论

2.2.1 混沌理论的发展与历史

2.2.2 混沌的定义及特征

2.3 Colpitts混沌电路的基本原理

2.3.1 电路数学模型

2.4 本章小结

第三章 砷化镓HBT Colpitts混沌电路的设计

3.1 引言

3.2 混沌电路的设计

3.21 建立混沌电路的数学模型

3.22 计算具有寄生电容的电路状态方程

3.3 仿真结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 Colpitts混沌电路的改进研究

4.1 引言

4.2 Colpitts混沌电路结构改进

4.3 改进Colpitts混沌电路的仿真结果

4.4 本章小结

第五章 版图与后仿真

5.1 引言

5.2 版图设计规则

5.3 Colpitts混沌电路的版图设计

5.4 后仿理论

5.5 单片微波Colpitts混沌电路版图后仿真

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的成果和发表的论文

附录

1.Colpitts混沌电路数学模型仿真程序

1.1 混沌电路控制参数分叉图

1.2 输出信号频谱分析

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摘要

混沌具有伪随机性、对初始条件的敏感依赖性等特性,使得混沌电路在诸多领域(如保密通信领域、传感技术领域)得到广泛应用。在多种混沌电路方案中,由于Colpitts混沌电路具有输出信号频率高、频带宽度宽等特点,使得Colpitts混沌电路成为混沌电路研究中的热点。
   传统的Colpitts混沌电路都是用分立元件搭建而成的PCB板级电路,而分立元器件的参数误差最高达到20%以上,因此传统Colpitts混沌电路很难在实际的通讯领域得到广泛应用。本文将电路元器件集成在单片Si或GaAs的基片上,用寄生参数较小的砷化镓HBT取代传统硅工艺的BJT;采用镜像电流源做为电路的恒流源,解决现有技术利用大电感(1000nH以上)作为恒流源导致电路无法全集成问题;最后为了满足作为混沌信号源的功率要求,在经典微波Colpitts混沌电路后面加一级功率放大器,扩大混沌电路的适用范围。并且提出了具有寄生参数的Colpitts电路数学模型,使用微波仿真软件Microwave office对集成的微波Colpitts电路结构进行电路仿真研究。
   结果表明:采用这种结构,电压摆幅明显增加,输出电压摆幅从1.70V增加到2.0V,提高了15%。,频谱带宽达到DC-4.3GHz。

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