外场环境下频率测量系统的设计

提出在外场使用环境下的频率测量系统的设计方法,用于外场复杂测试环境,设计满足机动化、一体化测量要求。系统采用连续采样的频差倍增法,采用双平衡混频器实现混频模块、滤波电路,提高测量分辨能力,根据GPIB接口特点,采用D7210C和75160BN,75161BN芯片实现计算机与仪器与测量仪器间的双向、异步、准确可靠的数据通信任务,编写软件,采用自动化测量方式,完成外场环境下原子频标的频率测量。通过对实验室和外场的比对试验数据得出系统满足测试要求,设计的系统1s比对不确定度指标达到4×10E-13。     

多路微微秒时差自动测量系统的研制

本文介绍了适于多个频标相位和长短期频率比对的一个高精度测量系统。比对信号采用5MHZ。与一个分辨力为1nS的计数器相配,时差测量的理论分辨力为0.2ps;相位测量的本底噪声为±0.3ps(rms);频率测量的本底噪声σy(τ)为4×10~(-13)/τ(τ≤100s)。     

跳频码发生器的设计

系统以AT89S52单片机为控制核心,利用高速的FPGA(Cyclone)来发生DDS信号,并对跳频信号进行控制,完成对跳频码发生器的设计.跳频信号采用DDS滤波实现.系统跳频输出频率范围为10～15 MHz,单频输出时频率稳定度为1×10-5、频率精确度为1×10-6,最小频率间隔跳频为10 kHz,最大允许输入跳频点为50个,跳频速率高达100 000跳/秒.跳频点数和具体跳频点可由外界通过键盘输人给定.经测试,跳频速率较快,输出波形较好.     

基于原子钟的组合守时系统的研制与开发

针对新一代导航系统对高品质频率标准的需求,基于铷原子钟和铯原子钟,提出一种组合式守时系统,系统中采用了高精度频差测量技术,高精度相位微跃技术和比例-积分-微分控制算法,实现了铯原子钟对铷原子钟驾驭。系统由铷原子钟、铯原子钟和频差测量及驾驭模块3部分组成,最终输出的频率基准信号,不仅具有铷原子钟短期稳定度好的优点,还拥有铯原子钟长期稳定度好及漂移率低的优点。试验结果表明,该系统的短期稳定度达到了5.57×10^-13/s,长期稳定度达到了2.18×10^-14/10⁵ s,频率准确度达到了1.76×10^-13,频率漂移率达到了-8.33×10^-16/d,很好的验证了该系统的可行性和有效性。     

变压器局部放电特高频在线监测系统的研究

本文研究了变压器局部放电特高频在线监测系统.基于混频技术研制了系统硬件,它包括特高频传感器和特高频接收机.基于虚拟仪器技术开发了系统软件,它分为数据采集、数据分析处理、数据库和上下位机通讯四大功能模块.在实验室中检测了变压器绕组的局部放电,结果表明:该系统可以有效地提取中心频率在400～800MHz之间(最小步长5MHz)、带宽为10、20、40或80MHz的特高频局部放电信号,能准确地计算放电相关参数;具有测量频带宽、抗干扰能力强、工作稳定性好等优点,可用于变压器局部放电特高频在线监测和智能化诊断.     

频率比对精密时差测量法及初步结果

介绍了本地频标测量比对的方法和手段.重点研究了频率比对时差测量法在中科院国家授时中心守时系统中的应用,给出了实际测试结果.通过对比相法对铯钟和氢钟分别测试的结果的分析研究,建立了主要针对氢原子钟的高精密频率信号测量系统,提高了测量精度.     

遥测射频监视系统

本系统是一带有锁相稳频本振源的频率监视接收系统。其频率稳定度优于2×10~(-6)系统采用MIC微波集成电路及SMD表面安装器件,使得系统具有结构紧凑,体积小,性能稳定可靠等优点。     

基于AD9910的宽带捷变频频率合成器设计

选取了内部时钟可以达到1 GHz,输出频率最高可达400 MHz的高性能DDS芯片AD9910作为核心器件,设计了500 MHz捷变带宽的频率合成器.分析了AD9910的宽带动态不失真范围(SFDR),选取了合适的频段进行捷变频率合成.应用了混频的方法,在保证低噪声的前提下,产生频率捷变带宽500 MHz、跳频时间可达...     

高线性低变频损耗短波超宽带混频器设计

采用双平衡场效应管管堆和巴伦设计了一款适用于短波超宽带接收机的高线性低变频损耗混频器。巴伦由射频铁氧体传输线变压器实现,插入损耗小,工作频带宽。该混频器射频输入频率为0.3~70MHz,覆盖7.8个倍频程,本振输入频率为40.755~110.455MHz,中频输出为40.455MHz。测试结果表明,混频器最佳本振功率在17dBm左右,变频损耗5dB左右,输入三阶截点高于34dBm,本振-中频隔离度大于30dB,本振-射频隔离度大于50dB。     

高精度的频率测量系统比较

鉴于拍频技术是将待测的高频信号转换到低或中频段,极大提高测量分辨率的特性,本文设计了基于拍频技术的频标比对平台,比较采用时间隔计数器测量拍频信号和拍频信号数字化后利用数字信号分析处理的测量性能.文章详细介绍了基于拍频技术的低频信号数字相关算法分析估计频率的基本原理,最后给出了比较测试的试验结果.系统测试显示数字拍频测量系统能获得阿伦方差(τ=1s)3×10-14/τ,而通过SR620时间间隔计数器测量阿伦方差为(τ=1s)4.7×10-12/τ.文章还简单对量化噪声响、算法性能等因素对测量结果的影响进行了讨论.     

低相噪低杂散短波频率源的原理与设计

采用宽带锁相环芯片HMC830设计实现了应用于短波接收机的小型化、低成本、低相噪低杂散频率源。通过优化寄存器配置及工作模式实现了低相噪的频率源,并且在输出增加差分巴特沃兹滤波器降低杂散幅度,抑制共模干扰及偶次谐波,避免单端输出的寄生参数。短波频率源输出频率范围为30~120MHz,步进1kHz,相位噪声≤-120dBc(10kHz),杂散抑制度优于90dB,体积仅为5cm×4cm。     

变电所的瞬态电磁环境分析

变电所的瞬态电磁环境威胁二次系统的安全运行。采用现场测试和数值计算的方法分析了开关操作时和雷电作用时产生的瞬态电磁场。开关操作时产生的瞬态电场的频率范围为小于15 MHz,持续时间为8μs,主频为DC～1 MHz,上升时间为0.5～1.5μs;瞬态磁场的频率范围为小于20 MHz,持续时间为8～10μs,主频为0.5～3 MHz,上升时间为0.25μs。建议的最大瞬态磁感应强度为400 A/m,电场强度为20 kV/m。雷击变电所的雷电瞬态磁场建议取1 000 A/m。国家推荐性标准GB/T17626.9-1998的要求无法满足变电所实际雷电电磁环境的要求,建议变电所电子设备电磁兼容测试的脉冲磁场抗扰度的要求取1 000 A/m,另外建议对变电所的电子设备的抗扰度试验要增加瞬态电场测试,其强度取20 kV/m。     

Frequency measurement system for gyrotron diagnostics

A highly cost-efficient frequency measurement svstem for frequency diagnostics of high-power gyrotrons in the frequency range of 100-175 GHz has been developed. The advantages of this system are a wide bandwidth of 75 GHz, and the typical sensitivity of -30 dBm. This new measurement system can measure the frequency with an accuracy of better than 10 kHz in real time. It is easy to observe frequency drifts and oscillating modes of gyrotrons. With the PC-based control of the system, the operation is very easy. The compact system replaces the previous system and will be used for future diagnostics on gyrotrons.     

基于STM32和电容积分法的微电流测量仪设计

基于电容积分法测量原理,利用32位微控制器STM32F103控制双通道双切换积分(Dual SwitchedIntegrator)芯片DDC112,配合电路防泄漏电流工艺设计,实现双通道fA(飞安10-15A)级微弱电流的连续测量。利用单芯片DDC112实现I/V转换,并提供20位数字输出,使系统具有电路简化,分辨率高,干扰噪声低等特点。该系统测量分辨率达到1fA,测量时间范围:50~1×106μs,电流量程可在5×104~7×109fA范围内通过设置积分时间进行选择。     

基于石英晶体传感器的凝血酶检测系统的实现

近些年来,石英晶体为生物传感器领域的重要方向。利用石英晶体对其表面物质变化的特性,构建出具有微小质量检测能力的新型生物传感器。搭建一套硬件系统对QC输出的10 MHz的基频信号进行分析研究。通过测量与分析输出信号的频率变化规律得到结果。实验结果表明,该测量系统空气中稳定后的频率误差波动小于10 Hz,在测量结束时频率误差波动小于30 Hz。     

基于微波谐振腔微扰法的汽轮机蒸汽湿度测量

汽轮机内蒸汽湿度的大小和分布状况直接影响汽轮机运行的经济性和安全性。以汽轮机内蒸汽湿度的准确测量为目的,设计了基于微波谐振腔微扰法的蒸汽湿度测量系统:自动频率跟踪系统和等精度频率测量系统。经实验测试,自动频率跟踪系统能够在9.6 GHz基础上检测出千赫兹的频率变化;等精度频率测量系统在标准频率为10 MHz时,分辨率可达到10-7,对于1～10 MHz的测量信号,能分辨出的频率范围为0.1～1 Hz。     

基于FPGA与AD9854的宽带扫频信号源设计

以直接数字频率合成技术为核心的宽带扫频信号源已成为近年来的研究热点。详细分析了数字频率合成芯片AD9854在Ramped FSK工作模式下的扫频信号输出原理,并以Altera公司CycloneIII EP3C10E144C8NFPGA为主控芯片,组建外围电路,利用QuartusII开发工具以及VHDL语言编写控制逻辑,实现了扫频范围为0~90MHz的扫频源系统。测试结果表明：该系统扫频步进30Hz,时间步进1.6μs,并可实现非线性频率扫描,系统性能达到了分布式光纤布里渊传感测量系统对扫频源的要求。     

低压电网在1～30MHz频段的阻抗测量与特性分析

在对三种典型低压电网进行连续24小时测量的基础上,讨论了使用网络分析仪测量低压电网阻抗的方法,以及阻抗随频率、时间、地点变化的特点.分析结果表明在1～30MHz频段,其阻抗值在十几欧姆到上千欧姆之间变化,总体上随频率的升高而降低;在大于20MHz频段阻抗趋于一固定值;阻抗呈感性和容性交替变化;网络阻抗受负荷性质影响较大,且具有一定的时变性.     

中压电力线通信信道特性测试及研究

利用10 kV中压电力线进行高速数据传输的研究已成为国内外相关研究机构的热点,文章详细描述了在北京开展中压电力线实际测试的情况,给出了在1~40 MHz频段内噪声与信道衰减特性的测试结果。测试表明中压电力线信道的噪声和衰减特性随时间变化不大,噪声随频率的增加而降低,衰减则随频率的增加而增大,最后利用“注水算法”计算得到了理想条件下所测中压电力线通信信道的容量。