摘要：本文在深入研究嵌入式系统的基础上,根据客户的需求,设计并实现了嵌入式智能控制器。文中详述了该系统的硬件平台以及软件设计方案,重点陈述了系统平台的人机交互、通信模块和软件系统的设计与实现。该系统具有性能稳定、操作方便、配置灵活及软件升级等特点。

摘要：脉冲量子级联激光器（QCL）因自热效应会导致谱线展宽，故需极短的电流脉冲驱动。理论极限线宽所需的脉宽为5—15ns，但由于环路寄生参数的影响，窄脉冲会引起信号过冲或振荡，因此目前商用的QCL驱动器无法满足这个要求。为获得更理想的激光器线宽，在常规脉冲恒流电路的基础上，采用频率补偿的方法来消除过冲和振荡，并设计了一款稳定的纳秒级激光器驱动电路。实验结果显示该驱动装置实现了峰值电流0～2A、脉宽8．4—200ns、上升时间〈4ns、过冲〈1％的脉冲电流输出。使用中国科学院半导体研究所研制的波长4．6μm激光器和傅里叶变换光谱仪进行测试，当驱动脉宽由100ns减小到10ns时，激光器线宽由0．35cm。线性递减到0．12cm-1。综合验证表明，所设计的驱动装置实现了稳定的窄脉冲电流输出，尤其适用于量子级联激光器的窄线宽驱动及应用。

摘要：基于激光光谱法的甲烷检测技术因具有检测速度快、选择性强和检测灵敏度高等优点而被广泛研究。然而,该技术的性能受到激光器的调谐速率、系统光路、光电流采样率和驱动电流幅度等众多因素的影响。为提高甲烷光谱分辨率和检测灵敏度这两项关键指标,通过采用7.6μm量子级联激光器和碲镉汞光电探测器,以及设计脉冲电流驱动器和防反射气池,搭建了一套甲烷吸收谱测量系统。通过脉内扫描光谱法,同时监控驱动电流和光电流脉冲信号,得到了最佳激光器驱动电流,测得甲烷光谱分辨率为9.56×10^-3 cm-1,该结果为本条件下器件的理论极限;采用平均滤波和降噪算法来提高检测灵敏度,并对不同体积分数的甲烷进行标定,得到0.14 s检测时间下的最低检测限为3.2×10^-11 m/√Hz,该指标具有较大的先进性。

摘要：在大多数光电应用系统中,温度的波动将直接导致激光器波长和光电探测器响应度漂移,从而导致整体性能下降,因此,研制出高稳定的温度控制模块对光电应用具有重要意义。基于此,以半导体制冷片(TEC)为控温元件,以热敏电阻为温度传感器,采用100μA恒流源电路来驱动热敏电阻,采用模拟比例-积分-微分(PID)电路来计算误差信号,采用大功率恒流源驱动电路来驱动TEC,隔离核心模拟电路与发热元件,从而实现温度的精确闭环控制。通过软件控制Agilent六位半34411 A数字万用表来连续记录数据,测试结果表明:此温度模块在1 h内波动仅±0.01℃,具有极高的稳定性,尤其适用于高稳定的光电系统应用。

摘要：阻变存储器(RRAM)是一种新型的不挥发存储技术,研究阻变存储器阵列规模的存储性能以及可靠性问题是推进RRAM实用化的关键。目前通用的基于微控探针台的半导体参数分析的常规测量系统无法完成对阵列的自动化测试。利用半导体参数分析仪(4200-SCS)、开关矩阵以及相关外围电路搭建了一套针对阻变存储阵列的自动测试系统,实现了1Mbit RRAM芯片的初始阻态分布的读取、初始化测试、存储单元的自动化编程/擦除操作。测试结果表明,该测试系统可以实现阻变存储阵列的自动化测试,为进一步工艺参数和编程算法的优化设计奠定基础。

摘要：忆阻器因操作速度快、单元结构简单和易于三维集成等特性而被广泛研究。对忆阻器电阻调制是实现多值存储和存算一体的基础。由于忆阻器单元在操作过程中有读验证,需要在脉冲激励和读验证之间不断切换,在阻值调制过程中,切换频率尤为频繁,然而,商用集成电路测试机采用继电器的切换方式具有寿命短和切换时间长等缺点,难以满足测试要求。基于此,以MCU为主控制器,采用多通道DAC和ADC来实现脉冲激励和电流测量,采用4级量程来扩大阻值测量范围,采用高速模拟开关切换脉冲操作和读验证来提高测试速度,采用多次等幅度与幅度渐变组合的方式来对阻值进行精细化调控,编写测试软件,设计了一款忆阻器阵列的测试系统。通过在华力40 nm工艺的256 KB忆阻器阵列的验证,测试结果显示,该系统能够满足忆阻器阵列基本操作和阻值调制功能。