100kJ级多路强电脉冲发生装置的同步精度技术研究

本文介绍了＂多路强电（磁）脉冲发生装置＂同步精度研究采用的每路输出＂储能电容＋同轴脉冲大电流火花开关放电＂型高压脉冲形成电路。用同轴电缆作为传输线将工作部件连接起来,以脉冲气体激光器作为终端负载（或其他负载,如磁脉冲线圈、电水锤等）组成多路相互隔离的强电脉冲充放电路,设计采用＂多路高压纳秒脉冲发生器装置＂进行同步精度触发,使高功率气体激光器的放电系统同时获得多路同步输出的高强电脉冲能量进行激励放电。同步精度装置的实验研究结果表明,多路同步导通强电脉冲能量已超出100kJ级,多路触发脉冲同步精度〈10ns,可为脉冲气体激光器提供更加超强激励触发能量获得高功率激光。     

一种多通道时钟分频和触发延迟电路的设计

在EAST分布式中央定时同步系统中,时钟分频和触发延迟电路是分布式节点的核心。为了完成对基准时钟信号进行多路任意整数倍的等占空比的分频,并对输入的触发脉冲进行多路任意时间的延迟输出,本设计中采用VHDL语言进行编程,实现了多路时钟分频信号的输出和多路延迟输出,特别是提高了奇数分频和触发延迟的时间精度,最后在QuartusⅡ9.0软件上对设计的波形进行分析,验证了该设计的可行性。     

合成孔径雷达定时器的FPGA实现

给出了一种采用FPGA实现合成孔径雷达定时器的设计方案，通过合理的时钟设计，使全局时钟的畸变达到最小，保证得到高质量同步的全局时钟。同时对工作时钟采用二的幂次方分频后作为脉冲宽度和延时的调整时钟，从向保证了控制精度。实验证明，该定时器具有输出脉冲抖动小，脉冲宽度和延时控制精确，集成度高，可靠性好的优点。     

用于超短激光脉冲技术的高精度数字同步机的研究

数字同步机是用来解决超短激光脉冲输出大晃动问题的一种高精度宽延时范围的数字同步系统.对于不同的延时时间,以巧妙地运用数字延时和模拟延时相结合的方法,满足不同延时时间的实验要求,保证了各延时段临界点的延时精度.数字同步机实现一路标准时钟脉冲输出,四路延时脉冲输出,输出脉冲的晃动值≤500ps,很好地满足了实验要求.     

双通道同步复装载脉冲发生方法研究

瞬态脉冲信号在工业控制、光电子通信等领域应用广泛。本文提出了一种双通道同步复装载脉冲发生方法,并基于此方法设计了一个纳秒级瞬态脉冲发生系统。该系统由时钟发生模块、双通道同步复装载计数模块和信号边沿触发模块组成。时钟发生模块输出相位相同、频率稳定的时钟信号。双通道同步复装载计数模块对生成的时钟信号进行计数并发出指示信号。指示信号通过信号边沿触发模块直接输出脉冲信号。实验结果表明：该方法可以生成脉宽可调的纳秒级脉冲信号。最小脉冲宽度和脉宽调节精度为0.833ns,与其他窄脉冲发生方法相比,脉冲宽度更窄,脉宽调节精度更高。     

DAM多通道同步波形发生的设计与实现

基于数字阵列雷达在数字域实现幅相加权的需求,给出了一种基于时钟模块电路与DDS波形发生电路的八通道波形输出与输入参考时钟相位同步的设计方案。在AD9520-0零延时模式完成的DAM电路内外时钟相位同步基础上,采用AD9959自动同步模式完成八通道相位相互同步,最终实现了该方案。测试结果表明,相位误差在±1°。对DAM单元间数字波形发生同步的研究提供参考。     

基于DSP和CPLD的脉冲氙灯电流实时采集系统的研制

介绍了基于DSP（数字信号处理器）和CPLD（复杂可编程逻辑器件）为控制核心、MAX125为A／D转换芯片的脉冲多路氙灯负载电流同步采集系统的研制,使用CPLD同时控制多片MAX125来实现了高速多路波形同步采集。详细介绍了波形采集模块的硬件及软件设计,重点分析了MAX125的控制时序和CPLD的控制逻辑。实验结果表明该装置完全能满足系统精度和实时性的要求,已经被成功应用到神光-Ⅲ主机激光装置验证系统的能源组件中,运行可靠、稳定。     

边缘脉冲转换器

要检测方波信号的边缘,一般采用微分电路与逻辑电路,微分电路要外附电阻、电容和二极管等分立元件,抗干扰能力差。采用数字电路作边缘脉冲检测,电路简单,工作可靠。(一)时钟同步的边缘检测器在具有高速时钟信号的数字电路中,可采用触发器配合逻辑门电路把方波边缘转换成脉冲,见图1。图示的电路中采用上升沿触发的D触发器,波形④为上升沿转换的脉冲方波;波形⑤为下降沿转换的脉冲波;波形⑥为上升沿和下降沿合成输出的波形。④、⑤、⑥各端输出的脉冲波宽度为1个时钟周期,它与时钟同步。     

基于LabVIEW的多路时序控制脉冲发生器设计

为了解决过程控制和自动化过程中时序控制的问题,较为详细地介绍了基于LabVIEW和数据采集卡的虚拟脉冲信号产生方法,采用多路数字信号序列同步输出的方式,设计并实现一种通用的多路时序控制脉冲信号发生器.相比于传统的时序信号发生器,具有路数多,参数调节方便,精度较高,容易升级等特点.实际测试和应用表明,可以广泛应用于各种过程控制和自动化过程中.     

基于时钟网络的高速数据采集与处理系统设计

针对全波形激光雷达中高速率数据采集系统的需求,研制了一种基于时钟网络的高速数据采集与处理系统,对其中的关键技术进行了研究。在对FPGA片同步技术及时钟抖动机理进行分析的基础上,提出一种以锁相环和时钟缓冲器为主要构建单元的高质量时钟网络管理方法。该时钟网络管理方法通过对高速ADC输出随路时钟的主动干预,解决了多路高速数据锁存困难的问题。实验结果显示：该高速数据采集与处理系统已实现高达1.2 GSPS的采样率以及与之匹配的数据处理速率,有效位数大于8 bit,在实现高速数据采集的同时满足较高分辨力的要求。     

基于声卡和LabVIEW的虚拟仪器设计与实现

为了在对采样频率要求不高的情况下进行信号的生成和分析,采用声卡取代价格昂贵的数据采集卡进行采样和输出,利用虚拟仪器开发软件LabVIEW,分别设计和实现了基于声卡的虚拟信号发生器和虚拟示波器。信号发生器可以产生方波、三角波等常用波形和自定义波形,示波器具有波形显示、图像暂停和截取以及频谱分析功能,所设计的虚拟仪器具有友好的人机界面,只需两台计算机即可进行完整的自测试     

宽带恒定束宽波束形成器的高速数据采集方案及实现

设计了一种适用于水声宽带恒定束宽波束形成器的多通道数据采集方案。采用FPGA技术,控制16个A/D转换芯片,同时对阵列的16个通道信号进行模/数转换,使采样后各个通道之间的相位误差小于1°,满足了恒定束宽波束形成器对各通道相位一致性的要求。该方案已在水声阵列信号探测系统中成功应用。     

35 kV数字变电站合并单元模拟信号采集卡研究

针对35 kV变电站的互感器输出信号的特性,设计了一种模拟信号采集卡。该卡分别为电子式互感器输出模拟小信号和传统互感器模拟信号设计采集电路,对多通道模拟数据同步采集。通过实验验证了其功能的正确性,还可满足合并单元数据采集设计精度的要求。     

并行多通道模拟信号发生器的设计与实现

介绍了多通道模拟信号发生器,利用FPGA并行工作的特点结合DDS直接数字频率合成技术,实现80路模拟信号并行输出,同时设计了转接扩展卡,最大可扩展至512路输出。采用AD9744高速D/A转换芯片,输出信号频率范围0～100 kHz,可输出正弦波、方波、直流量等波形,频率分辨力0.01 Hz,输出精度千分之一。     

AD转换器全码测试的研究与实现

本文主要探讨AD转换器全码测试的原理及实现方法,并说明了如何基于国产JC-3165测试系统完成对AD转换器的静态参数的测试。AD转换器全码测试模块包含高精度电压源、高精度波形产生器、ADC输出码存储器3大部分。高精度电压源提供AD转换器的电压基准;高精度波形产生器提供AD转换器的模拟交流或直流输入电压;存储器用于存储AD转换器的数字输出数据;最后让测试系统中的图形控制器和定时产生器与全码测试模块同步工作,同时存储输出码;分析输出码即可得出DNL、INL等参数。     

NOLM全光解复用中信号转换的数值模拟

为了研究非线性光学环形镜解复用输出特性,采用双曲正割形控制脉冲和信号脉冲,对基于非线性光学环形镜全光解复用系统中信号的转换进行了理论分析,得到了脉冲峰值开关效率为100%时,所需最小初始时钟脉冲峰值功率应满足的条件,数值模拟了走离时间、初始时间延迟和初始时钟脉冲峰值功率对转换信号波形特性的影响。结果表明,走离效应是导致转换信号波形失真以及峰值功率下降的重要因素,初始时间延迟可以平衡由走离效应引起的转换信号波形不对称,初始时钟脉冲峰值功率可以补偿由走离效应导致的转换信号峰值功率下降。     

集成计数器74LS161的Multisim仿真

介绍了用Multisim仿真软件分析集成计数器74LS161工作过程的方法,即用Multisim仿真软件中的字组产生器产生计数器的时钟脉冲、控制信号等多路信号,字组产生器的字组内容反映计数器的工作方式及逻辑功能,用Multisim中逻辑分析仪多踪同步显示计数器的各种输入信号及状态输出信号波形,可直观描述计数器的工作过程。所述方法的创新点是,解决了计数器的工作波形无法用电子实验仪器进行分析验证的问题。     

用于采集交通数据的激光扫描器技术研究

针对交通数据采集应用,设计了一种符合一级激光安全等级的中短距离、高速、高精度脉冲激光扫描器(Laser Scanner)。为了解决激光扫描器的快速、高精度测距问题,提出了一种数字化全波形脉冲检波方法。该方法通过脉冲波形前沿拟合判定激光脉冲的达到时刻,以模拟数字转换器(Analog to Digital Converter, ADC)的采样时钟作为计数器,对回波延时进行计算;再根据回波信号的强度对测距结果进行补偿修正,显著减小了测距幅相误差。扫描器的信号处理基于高速ADC和FPGA实现。测试结果显示,激光扫描器的测距频率达到50000点/s,单点测距精度为±4 cm,能够满足车型自动分类、交通流量调查和客流密度检测等系统的数据采集需求。     

DDS自动测试技术研究

重点研究了如何快速又精确地输出DDS的测试值并使测试值符合测试规范.基于NI卡板、信号分析仪、示波器和信号发生器,对DDS的特性参数进行测试研究.信号发生器提供时钟信号与比较器输入;信号分析仪对频域和调制域信号进行测试;示波器对时域信号进行测试;通过IabViEW编程得到DAC数字正弦波和输入数字码并实现测试自动化;最后将结果返回计算机,测试结果符合规范.实验证明,在实际应用中该方法快速精确并具有很好的通用性,可拓展到其他芯片的测试.