[发明专利]一种用于散射阵面的多通道多比特驱动芯片

说明书

本发明公开了一种用于散射阵面的多通道多比特驱动芯片，包括数字逻辑控制模块和数控驱动放大器模块，数字逻辑控制模块产生M位数字控制信号，数控驱动放大器模块基于数字逻辑控制模块产生的M位数字控制信号，对输出电流进行M比特调幅。本发明设计的驱动芯片具有多个输出通道、高集成性和易于扩展的结构，应用于数字编码超材料阵面时，在现场可编程门阵面（FPGA）等电路系统的控制下实时地数字化调控电磁波，动态地实现多种完全不同的功能。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，特别涉及了一种用于散射阵面的驱动芯片。

背景技术

为了推动下一代移动通信网络高质量发展，数字智能化表面应用因其独特性能和优势成为信息领域的国际前沿和研究热点。支持辐射与散射模式结合的超材料单元是智能表面的核心支撑部件，是超材料数字化、信息化、智能化应用的基础技术之一。基于超材料的智能表面被认为是下一代移动通信网络基础物理构件之一，大量辐射与散射特性可调的超材料表面结合人工智能的移动运营中心构成完整可调、可控的电磁空间，在绿色能耗的基础上深度优化通信性能。

电磁超材料是将具有特定几何形状的亚波长尺度单元按照周期性或非周期性排布的人工结构。与传统材料不同，电磁超材料的单元参数和单元的排列方式都可以人为设计，因而能构造出传统材料与传统技术不能或很难实现的超常媒质参数。通过电磁超材料对电磁场和电磁波实现自由控制，将呈现出全新的物理现象，例如负折射、完美成像、完美隐身、超分辨透镜、渐变折射率平板透镜、广义斯涅耳定律所控制的超常反射与透射等。

然而，传统的电磁超材料和超表面都是基于连续变化的媒质参数，很难实时地操控电磁波。2014年，崔铁军教授课题组在国际上首次提出“数字编码与可编程超材料”，提出用二进制数字编码来表征超材料的思想，通过改变数字编码单元“0”和“1”的空间排布来控制电磁波。这一概念的提出不仅简化了超材料的设计难度和优化流程，构建了超材料由物理空间通往数字空间的桥梁，使人们能够从信息科学的角度来理解和探索超材料。更重要地是，超材料的数字化编码表征方式非常有利于结合一些有源器件（例如二极管和MEMS开关等），在现场可编程门阵面（FPGA）等电路系统的控制下实时地数字化调控电磁波，动态地实现多种完全不同的功能。

现有技术的相关情况如下：

（1）单端传输与差分传输

单端传输通常以地电平为参考电位，而差分传输是指信号用两条对称的导线进行传输，两条导线上的信号相对于某一固定电位大小相等，极性相反。与单端传输方式相比，差分传输具有以下几个优点：

•有较好的抗干扰性；

•能有效抑制电磁干扰（EMI）；

•时序定位精确。

（2）电压模式与电流模式

CMOS电路中典型的电压模式逻辑电路相当于一个反相器，电流模式逻辑电路（CML）则基于开漏输出和压控电流源。在电压模式电路中，主要存在以下几个问题：

•节点电压摆幅与电源电压之间呈比例关系，只有电源电压足够大，才能获得较大的节点电压摆幅；

•片上电压和地电势的波动将对输出信号造成严重影响；

•功耗大，高频下此问题更突出。

相比电压模式，电流模式主要有以下优点：

•电源电压低；

•传播延时小；

•噪声低，信号完整性好；

•功耗小。

（3）恒压式驱动与恒流式驱动