Compensated Current Injection circuit, theory and applications

This paper presents a detailed description, analysis and example of practical application of a wide frequency band voltage-to-current converter. The converter is characterized by a combination of positive and negative feedback loops. This feature allows compensation for parasitic impedance connected in parallel with the useful load, which in turn keeps an excitation current flowing through the useful load independent of its impedance. The simplicity of the circuit and its good electrical properties are additional advantages of the scheme.Comment: 9 pages and 7 figures in one PDF fil

An Integrated Subharmonic Coupled-Oscillator Scheme for a 60-GHz Phased-Array Transmitter

This paper describes the design of an integrated coupled-oscillator array in SiGe for millimeter-wave applications. The design focuses on a scalable radio architecture where multiple dies are tiled to form larger arrays. A 2 × 2 oscillator array for a 60-GHz transmitter is fabricated with integrated power amplifiers and on-chip antennas. To lock between multiple dies, an injection-locking scheme appropriate for wire-bond interconnects is described. The 2 × 2 array demonstrates a 200–MHz locking range and 1 × 4 array formed by two adjacent chips has a 60-MHz locking range. The phase noise of the coupled oscillators is below 100 dBc/Hz at a 1-MHz offset when locked to an external reference. To the best of the authors’ knowledge, this is the highest frequency demonstration of coupled oscillators fabricated in a conventional silicon integrated-circuit process

An efficient approach to noise analysis through multidimensional physics-based models

IEEE TRANS. EL. DEV

High-frequency issues using rotating voltage injections intended for position self-sensing

The rotor position is required in many control schemes in electrical drives. Replacing position sensors by machine self-sensing estimators increases reliability and reduces cost. Solutions based on tracking magnetic anisotropies through the monitoring of the incremental inductance variations are efficient at low-speed and standstill operations. This inductance can be estimated by measuring the response to the injection of high-frequency signals. In general however, the selection of the optimal frequency is not addressed thoroughly. In this paper, we propose discrete-time operations based on a rotating voltage injection at frequencies up to one third of the sampling frequency used by the digital controller. The impact on the rotation-drive, the computational requirement, the robustness and the effect of the resistance on the position estimation are analyzed regarding the signal frequency

Zero-sequence current injection theory and injection-based coil tuning in compensated distribution networks

This thesis aims to derive and document zero-sequence current injection theory in compensated distribution networks. More specifically, the objective is to derive a comprehensive set of equivalent circuits and equations that describe the primary interactions between the current injection and system parameters. The auxiliary zero-sequence current injection is an essential method addressing various complex applications in compensated networks, including tuning arc suppression coil, detecting high impedance faults, locating earth faults, and residual earth fault currents compensation. This thesis explicitly considers the current injection when current is injected into the zero-sequence system through the network’s neutral point via the power auxiliary winding of the arc suppression coil. The theoretical part of the thesis introduces the fundamentals of compensated networks, including system damping, detuning, unbalance, and their influence on the natural zero-sequence voltage. Regarding the current injection, the idea, implementation, and key applications of the concept are presented, including the derivation of injection theory that describes the phenomenon. The injection theory defines the impact of current injection on a compensated network by deriving relevant equations and equivalent circuits that describe the system’s response to the injection and the parameters affecting it. The injection theory is also verified and visualized using PSCAD and MATLAB software. Additionally, the thesis includes a literature review on commercial injectionbased coil tuning solutions. Current injection is an attractive method for arc suppression coil tuning, enabling operation in fully symmetrical networks and faster tuning without additional coil movements. The scope of the review focuses on the following well-known products: current injection device ECI by Trench Group, Current Injection for Low or Highly Variable Zero-Sequence Voltages by A. Eberle Gmbh & Co.KG, and Multi-Frequency Current Injection by A. Eberle Gmbh & Co.KG and EGE spol. s r.o. The review aims to describe the design and functionality of the previous products and highlight the key differences and advantages of the different solutions. The source material of the review includes product data sheets, scientific publications, and related patents. In total, the result of the thesis is an extensive collection of current injection theory, including equations, graphs, and equivalent circuits describing the phenomenon. Moreover, the thesis provides a comprehensive literature review on commercial injection-based coil tuning solutions. Tämän diplomityön tavoitteena on virtainjektioteorian selvittäminen, johtaminen ja dokumentointi kompensoiduissa sähkönjakeluverkoissa. Erityisesti työn tavoitteena on tuottaa kattavat virtainjektiota kuvaavat sijaiskytkennät ja yhtälöt, jotka määrittelevät pääasiallisia vuorovaikutuksia injektion ja verkon järjestelmäparametrien välillä. Virtainjektio on olennainen menetelmä, jota sovelletaan moniin haastaviin sovelluksiin kompensoiduissa verkoissa, kuten kompensointikelan viritys, suuri-impedanssisten vikojen havainnointi, maasulun paikantaminen ja jäännösmaasulkuvirran kompensointi. Tässä työssä virtainjektiota käsitellään erityisesti, kun virtaa syötetään järjestelmän nollajärjestelmään kompensointikelan tehoapukäämin kautta. Työn teoriaosuudessa käsitellään kompensoitujen verkkojen perusteoriaa, mukaan lukien järjestelmän vaimennusta, vinoviritystä ja epäsymmetriaa sekä niiden vaikutus verkon luonnolliseen nollajännitteeseen. Virtainjektion osalta esitetään konseptin idea, toteutus ja keskeiset sovellukset sekä johdetaan ilmiötä kuvaava virtainjektioteoria. Virtainjektioteoria määrittää injektion aiheuttaman vaikutuksen verkkoon, sisältäen johdetut yhtälöt ja sijaiskytkennät, jotka kuvaavat järjestelmän vasteen injektioon ja tuovat esiin siihen vaikuttavat parametrit. Johdettu injektioteoria verifioidaan ja visualisoidaan hyödyntäen PSCAD ja MATLAB ohjelmistoja. Lisäksi työ sisältää kirjallisuuskatsauksen kaupallisiin virtainjektioperusteisiin kompensointikelan säätömenetelmiin. Virtainjektion käyttö kelan säädössä onkin suosittu menetelmä, koska se mahdollistaan toiminnan täysin symmetrisissä verkoissa ja nopeamman virityksen ilman ylimääräisiä kelan liikkeitä. Tarkemmin katsauksessa keskitytään seuraaviin tunnettujen valmitajien tuotteisiin: Trench Group:n virtainjektori ECI, A. Eberle Gmbh & Co.KG:n virtainjektiolaitteisto pienille tai erittäin vaihteleville nollajännitteille, A. Eberle Gmbh ja Co.KG:n and EGE spol. s r.o:n yhdessä kehittämä monitaajuusvirtainjektiolaite. Katsauksen tavoite on kuvata tuotteiden toimintaa ja toimivuutta sekä tuoda esiin eri ratkaisujen keskeiset erot ja edut. Lähdeaineistona käytetään tuotteiden datalehtiä, tieteellisiä julkaisuja ja aiheeseen liittyviä patentteja. Kokonaisuudessaan diplomityön lopputuloksena on laaja kokoelma virtainjektioteoriaa, sisältäen ilmiötä kuvaavia yhtälöitä, kuvaajia sekä sijaiskytkentöjä. Lisäksi opinnäytetyö tarjoaa kattavan kirjallisuuskatsauksen kaupallisista injektioperusteisista kelan säätöratkaisuista

An Artefact suppressing fast-recovery myoelectric amplifier

An amplifier for recording myoelectric signals using surface electrodes has been developed. The special features are suppression of stimulation artefacts and motion artefacts from electrodes. It is designed for recording of myoelectric signals from a muscle that is being stimulated with short impulses. The artifact suppression is achieved by using fast-recovery instrumentation amplifiers and having a nonlinear feedback loop for automatic compensation of changes in DC-offse

Recent developments in monolithic integration of InGaAsP/InP optoelectronic devices

Monolithically integrated optoelectronic circuits combine optical devices such as light sources (injection lasers and light emitting diodes) and optical detectors with solid-state semiconductor devices such as field effect transistors, bipolar transistors, and others on a single semiconductor crystal. Here we review some of the integrated circuits that have been realized and discuss the laser structures suited for integration with emphasis on the InGaAsP/InP material system. Some results of high frequency modulation and performance of integrated devices are discussed