[發明專利]一種用于散射陣面的多通道多比特驅動芯片

有效

• 申請號: 202011454293.2
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112543531B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 趙滌燹;徐菁
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H05B45/30
• 分類號: H05B45/30;H05B47/165
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發明公開了一種用于散射陣面的多通道多比特驅動芯片，包括數字邏輯控制模塊和數控驅動放大器模塊，數字邏輯控制模塊產生M位數字控制信號，數控驅動放大器模塊基于數字邏輯控制模塊產生的M位數字控制信號，對輸出電流進行M比特調幅。本發明設計的驅動芯片具有多個輸出通道、高集成性和易于擴展的結構，應用于數字編碼超材料陣面時，在現場可編程門陣面（FPGA）等電路系統的控制下實時地數字化調控電磁波，動態地實現多種完全不同的功能。

技術領域

本發明屬于電子電路技術領域，特別涉及了一種用于散射陣面的驅動芯片。

背景技術

為了推動下一代移動通信網絡高質量發展，數字智能化表面應用因其獨特性能和優勢成為信息領域的國際前沿和研究熱點。支持輻射與散射模式結合的超材料單元是智能表面的核心支撐部件，是超材料數字化、信息化、智能化應用的基礎技術之一。基于超材料的智能表面被認為是下一代移動通信網絡基礎物理構件之一，大量輻射與散射特性可調的超材料表面結合人工智能的移動運營中心構成完整可調、可控的電磁空間，在綠色能耗的基礎上深度優化通信性能。

電磁超材料是將具有特定幾何形狀的亞波長尺度單元按照周期性或非周期性排布的人工結構。與傳統材料不同，電磁超材料的單元參數和單元的排列方式都可以人為設計，因而能構造出傳統材料與傳統技術不能或很難實現的超常媒質參數。通過電磁超材料對電磁場和電磁波實現自由控制，將呈現出全新的物理現象，例如負折射、完美成像、完美隱身、超分辨透鏡、漸變折射率平板透鏡、廣義斯涅耳定律所控制的超常反射與透射等。

然而，傳統的電磁超材料和超表面都是基于連續變化的媒質參數，很難實時地操控電磁波。2014年，崔鐵軍教授課題組在國際上首次提出“數字編碼與可編程超材料”，提出用二進制數字編碼來表征超材料的思想，通過改變數字編碼單元“0”和“1”的空間排布來控制電磁波。這一概念的提出不僅簡化了超材料的設計難度和優化流程，構建了超材料由物理空間通往數字空間的橋梁，使人們能夠從信息科學的角度來理解和探索超材料。更重要地是，超材料的數字化編碼表征方式非常有利于結合一些有源器件（例如二極管和MEMS開關等），在現場可編程門陣面（FPGA）等電路系統的控制下實時地數字化調控電磁波，動態地實現多種完全不同的功能。

現有技術的相關情況如下：

（1）單端傳輸與差分傳輸

單端傳輸通常以地電平為參考電位，而差分傳輸是指信號用兩條對稱的導線進行傳輸，兩條導線上的信號相對于某一固定電位大小相等，極性相反。與單端傳輸方式相比，差分傳輸具有以下幾個優點：

?有較好的抗干擾性；

?能有效抑制電磁干擾（EMI）；

?時序定位精確。

（2）電壓模式與電流模式

CMOS電路中典型的電壓模式邏輯電路相當于一個反相器，電流模式邏輯電路（CML）則基于開漏輸出和壓控電流源。在電壓模式電路中，主要存在以下幾個問題：

?節點電壓擺幅與電源電壓之間呈比例關系，只有電源電壓足夠大，才能獲得較大的節點電壓擺幅；

?片上電壓和地電勢的波動將對輸出信號造成嚴重影響；

?功耗大，高頻下此問題更突出。

相比電壓模式，電流模式主要有以下優點：

?電源電壓低；

?傳播延時小；

?噪聲低，信號完整性好；

?功耗小。

（3）恒壓式驅動與恒流式驅動