电子工程系

Department of Electronic Engineering

清华大学电路与系统二级学科组建于1980年,1986年被批准为信号、电路与系统硕士点,1989年变更为电路与系统学科,1990年获得博士学位授予权,教育部历届学科评估中均被评为国家重点学科。到2011年末,本学科累计培养硕士250余人,博士50余人,博士后8人。现有在校博士生18人,在校硕士生30余人。目前本学科有教授2人,副教授6人,讲师2人,在站博士后6人。10名教师中9人具有博士学位。本学科一直以集成电路为中心,主要开展以下四个方向的工作。

1. 电子系统设计自动化

先后在彩色电视机的计算机辅助设计、快速电路模拟、并行电路模拟等方面取得了开创性成果。近年围绕纳米时代微系统芯片的特点,重点研究多核结构和系统设计工具、三维芯片结构和设计工具、并行电路模拟、功耗/热分析与低功耗设计、抗辐照/NBTI和高可靠电路等几个方面。

分段线性泄漏功耗模型与粗粒度热分析方法 [DATE 2007]         并行电路模拟:NICS-LU [TCAS II, ASPDAC 2012最佳论文奖提名, DAC 2012]

2. 模拟及数模混合集成电路

主要研究高速、高精度、低功耗ADC和DAC,采用0.18um工艺成功设计了12bit 200MS/s ADC,12bit 100kS/s数字校正SAR ADC,无杂散动态范围SFDR达到了90.36dB,在已经报道的类似文献中SFDR最高,达到国际领先水平;12bit 100kS/s 低功耗ADC功耗仅为1.92uW;24位音频?? ADC功耗为20mW;采用0.13um工艺成功设计了14bit 1GS/s DAC,20位音频?? DAC;采用65nm工艺成功设计了16位音频?? ADC,功耗仅为371uW。

ADC和DAC显微照片(2007年设计):12bit 200MS/s ADC、16位音频SD ADC、12bit 100kS/s ADC

3. 通信与数字媒体处理

从1992年开始数字音频信号处理技术方面的研究,曾承担国家科委重大产业化项目“数字音频广播接收机关键技术的研究”,于1996年底试制出我国第一台数字音频广播接收机,在佛山数字音频广播先导网进行现场接收获得成功。2007年度完成的DRM广播接收机,具有FM音质、并有新闻、天气预告、实时动态车流信息发布和智能导航功能。与中国传媒大学合作在丽江、长沙等城市成功进行了多次DRM开场测试。

本学科在音频编码、检测方面也取得了多项突破,在体育精彩镜头检索中得到应用;医用多模态数据信息融合的成果在脑肿瘤手术辅助系统中试用。

电路与系统学科十余年不懈努力所完成的语音识别算法及芯片已经成功地应用于多个商用产品中。

脑肿瘤实时标注投射技术应用于脑肿瘤切除手术辅助系统    采用本学科语音识别芯片的商用产品

本学科近期在超低功耗的非挥发CPU、桥梁结构检测、珍惜动物保护研究等方面取得突破性进展。

4. CMOS射频集成电路

CMOS射频电路是设计宽带无线移动通信网系统芯片的难点和瓶颈。本学科设计了数款锁相环,并都进行过流片验证。2010年设计的低功耗锁相环工作频率为1.72 GHz-1.74 GHz,相位噪声为-119.3 dBc/Hz@1 MHz,建立时间18 µs~25 µs,功耗仅10.6 mW。本学科2010年设计的全数字锁相环,其锁定时间仅12µs。

 低功耗∑-△分数分频PLL                                                                  全数字锁相环