文献综述(或调研报告):
所谓虚拟仪器技术就是用户在通用的计算机平台上,根据测试任务的需要来定义和设计仪器的测试功能,其实质是充分利用计算机来实现和扩展传统仪器功能。虚拟仪器技术综合运用了计算机技术、数组信号处理技术、标准总线技术和软件工程方法,代表了测量仪器与自动测试系统未来的发展方向。
通信系统中有很多常见的运算电路,如基本的运算放大电路,以及典型的调制解调电路。事实上,调制与解调是数字通信系统的核心,是最基本的也是最重要的技术之一。通信系统实际上是点对点和一点对多点使用电子电路传输、接收和处理电子信息的过程。始发的源电信号可以是模拟信号,也可以是数字信号。但是各种形式的源电信号在通过通信系统传输之前必须转换成可通过通信系统(包括信道)的具有一定电磁能量和带宽的已调信号,这就是调制。
调制通常分为数字调制和模拟调制。调制的作用是将输入的数字信号(基带数字信号)变换为适合于信道传输的频带信号。常见的基本数字调制方式有振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、绝对相移键控(PSK)、相对(差分)相移键控(DPSK)等四种。
模拟信号的调制解调技术是数字通信技术的基础。模拟信号的调制解调分为线性调制和非线性调制。模拟信号的线性调制包含常规双边带调制(AM)、抑制载波双边带调制(DSB-SC)、单边带调制(SSB)空及残留边带调制(VSB)。非线性调制主要包含频率调制(FM)和相位调制(PM),分别简称调频和调相,而调频和调相统称为角度调制。而调频和调相之所以被称为非线性调制是因为已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移,而是频谱的非线性变化,它会产生与频谱搬移不同的频率成分[1]。
模拟信号调制解调的目的就是要使基带信号经过调制后在有线信道上同时传输多路基带信号,同时也适合于在无线信道中实现频带信号的传输。调制解调的目的在于减小干扰。提高系统的抗干扰能力,还可以实现传输带宽与信噪比之间的互换。
在发射端把基带信号频谱搬移到给定信道通带内的过程称为调制,而在接收端把已搬移到给定信道通带内的频谱还原为基带信号频谱的过程称为解调。调制和解调在一个通信系统中总是同时出现的,因此往往把调制和解调系统称为调制系统或调制方式。
总的来说,WBFM的抗噪声性能最好,SSB、DSB、VSB的抗噪声性能次之,AM抗噪声性能最差。NBFM和AM的抗噪声性能接近。FM信号的调频指数mf 越大,抗噪声性能越好,但所占用的频带就越宽,门限电平也就越高。SSB信号的带宽最窄,抗噪声性能也较好,频带利用率最高。AM信号呈现抗噪声性能最差,但它的电路实现是最简单的。DSB信号的优点是利用功率高,但带宽与AM相同,接收要求同频解调,设备较复杂,可用于点对点通信。VSB调制部分抑制了发送便带,频带利用率较高,对包含有低频和直流分量的基带信号特备适合。WBFM的抗干扰能力强,可以实现带宽与信噪比的互换。NBFM对微波中继具有吸引力,因为FM波的幅度恒定不变,对非线性器件不甚敏感,给FM带来了抗快衰落能力,同时,利用自动增益控制和带通限幅还可以消除快衰落造成的幅度变化效应。在接收信号比较弱,干扰较大的情况下,可采用NBFM。
而忆阻器,自从由蔡少棠[2]提出了它的概念以后,被认为是除电阻器、电容器、电感器外的第四种基本电路元件,它描述了电路理论中磁通量phi;和电荷量q之间的关系。在随后一段时间里忆阻器的研究没有太大的进展,直到2008年HP实验室制出了忆阻器实物才证实了蔡少棠的这一基本理论。因为忆阻器具有纳米级尺寸及记忆功能,在忆阻器模型分析、基础电路分析、电子元件设计、集成电路以及神经网络[3]等方面得到了研究学者的关注,使得忆阻器具有广阔的应用前景。
- 忆阻器的理论研究阶段
忆阻器是具有记忆功能的纳米级非线性两端电路元件,忆阻器具有结构简单、同CMOS电路兼容性良好、可集成性高、功耗低等优势。2008年HP实验室的研究人员报道了忆阻器的物理模型[4],即一个如同三明治一般的结构,将一层纳米级的二氧化钛薄膜夹在由铂制成的两个金属片之间。具体而言,惠普实验室给出的纳米级忆阻器基本模型[5]如下:该忆阻元件是由未掺杂部分与掺杂部分组成,D为元件的长度,w(t)为元件的掺杂区域的宽度,mu;v为离子在均匀场中的平均迁移率。当w(t)=0时,对应的元件电阻值为Roff,当w(t)=D时,对应的元件电阻值为Ron。忆阻元件上流过的 电流i(t)与w(t)变化率成线性关系。
