基与AD8302的C波段鉴相器设计

为解决C波段功率合成中相位测量的问题,该文介绍了一种用于RF/IF幅度和相位测量的AD8302芯片,并利用它的鉴相功能实现了一款C波段的鉴相器的设计.首先采用前端变频电路将信号频率变换到AD8302可以处理范围内,然后利用AD8302进行相位差的测量.测试结果与芯片说明手册的鉴相结果相吻合。     

均匀圆阵下微波光子鉴相相关干涉仪测向算法

为实现高频段微波信号的精确测向,提出了一种基于微波光子鉴相器的均匀圆阵相关干涉仪测向算法。为克服传统的电域鉴相器工作频段低、带宽窄的缺点,利用微波光子技术高频段、大带宽、低损耗和抗电磁干扰的优点,基于双偏振调制器设计一种微波光子鉴相器,利用光干涉将相位差信息映射为光信号功率,通过测量功率计算出相位差。该微波光子鉴相器精度高,能实现±180°的相位差测定,鉴相精度为±2°。利用余弦函数克服了传统相关干涉仪存在的相位模糊问题。同时,为确保算法的实时性,测向算法需选取适当的步进角度。为克服步进角度引入的测向误差,利用二维抛物面进行拟合插值运算,从而提高算法的精确度。最后,通过仿真验证了微波光子鉴相器和相关干涉仪测向算法的有效性。     

Tikhonov正则化广义最小化求解振动速度

高精度生产及检测设备对环境微振动有较高要求,基于振动速度幅值计算的微振动等级可对环境振动情况进行定量评估.由于振动速度传感器难以实现对低频微振动的直接测量,因此需要使用低频高灵敏度的振动加速度传感器测量加速度信号,通过积分算法间接实现对振动速度的测量.基于Tik-honov正则化的广义最小化求解振动速度方法采用向量乘法运算、多线程并行运算实现对振动速度的快速测量;通过调节广义化阶数和正则化因子实现对不同环境的测量,克服了现有积分算法针对不同测量环境的适应性和计算速度等方面的不足.经实验验证,在有效抑制低频噪声的情况下,能够最大化地保留低频信息,较好地再现振动信号的时域瞬时特性.     

基于集成光波导的超快光子微积分运算研究进展

为了克服电子计算的速率瓶颈,采用全光计算可以有效释放光子的巨大带宽资源,同时全光计算在全光通信网络中有着举足轻重的作用,集成光波导器件以其尺寸小、质量轻、功率代价小等优势已经成为最受关注的光子计算芯片资源之一。光子微积分运算是指在光域中直接对输入信号进行微积分数学运算。本文回顾了几种 常见的硅基光波导器件用于光子微积分运算的实现方案,包括高阶光子微分运算、分数阶微分运算、高阶常系数微分方程求解、可重构的一阶常系数微分方程求解,分别采用的硅基集成光子器件包括级联马赫增德尔干涉仪、掺杂型马赫增德尔干涉仪、级联微环谐振器和掺杂型微环谐振器。本文指出利用集成光波导器件来实现光子微积分器势必会成为光子微积分运算的重要发展方向。     

基于DSP智能型积分器设计

传统模拟积分器由于运放和积分电容的不理想,存在着零点漂移、非线性误差以及泄漏等问题。当积分时间t不断增加时,积分漂移随之线性增加,成为影响积分输出精度的重要因素之一。利用DSP算法灵活性以及其信号处理的卖时性,设计了一种智能型积分器。该积分器前端采用模拟积分器,后端采用DSP线性拟合算法处理进行积分补偿,实现对信号的长时间积分。同时采用Iqmath库函数实现定点处理器的运算来提高实时精度,很方便的实现了实时而准确的积分处理。     

基于FPGA的可消除高频非线性的动态分频鉴相器

提出了一种可消除高频非线性的动态分频鉴相器的结构和实现方法,输入信号经波形变换后,利用FPGA进行分频,并通过8位拨码开关来设置1~255不同的分频系数,分频后通过数字鉴相器、低通滤波器和调理放大电路实现鉴相。这种设计不仅大大提高了鉴相范围和灵敏度,而且消除了高频非线性化现象。实验表明,该数字鉴相器输入频率范围200 kHz~100 MHz,鉴相范围-510π~+510π,线性度优于±1.5%,同时具有根据不同应用需求进行动态分频的特点。     

基于ARM和光电编码器单键飞梭的设计

本文利用LPC2214微处理器的输入捕获功能对光电编码器输出的相位信号进行相位鉴别,实现了单键飞梭的功能.文中详细的介绍了LPC2214微处理器与光电编码器的接口电路设计和具体的软件实现.并提出了一种全新的光电编码器的鉴相方法.     

全数字低频锁相环的研究与应用

采用嵌入式微机检测与控制技术开发了一种新型的低频锁相环控制系统;鉴相器采用时间数字转换器设计,克服了传统鉴相器存在鉴相死区的缺点;由于采用阻容式低频信号滤波器设计难度较大,采用计算机软件算术平均和滑动平均值滤波方案,解决了低频鉴相环路滤波器设计难题;该锁相环在GPS驯服晶振课题中应用,有效克服了GPS秒脉冲抖动噪声,结果表明,该锁相环结构简洁,控制参数调节方便,锁定后晶振频率准确度优于5E-11.     

SDH设备时钟中的数字锁相环设计

提出了一种新的用于实现SDH设备时钟的数字锁相环,采用时数转换器来实现数字锁相环中的鉴相器;该时数转换器的时间测量精度达到200 ps,因而极大地改进了鉴相器的鉴相精度;改进后的数字锁相环具有很好的频率稳定度和相位特性,对时钟源有很好的跟踪能力,且能实现时钟源的平滑切换,完全满足了ITU-T G.813规范要求。     

基于过零点检测方法的改进研究

通过与传统的过零点检测方法作对比,设计出一种基于预测相位的二次平均法测量信号周期(简称预测相位积分法)的方法,通过其核心部件密勒积分器、比较器和计数器,对于每个周期信号尽可能准确地在相同相位点上开始进行积分,在标准时间内累计待测信号的脉冲个数,实现了频率测量。该方法有较好干扰能力,结构简单,测量精度高,成本低廉,具有较好的工程应用价值。     

电容式微机械陀螺双环路闭环驱动电路研究

为了提高微机械陀螺系统的检测灵敏度,对微机械陀螺系统的驱动电路进行了研究.分析了微陀螺闭环驱动系统理论,基于此提出一种双环路闭环驱动方法,并且利用数学工具simulink建立系统模型,验证此方法的可行性,最后设计完成相应电路.此方法引入锁相环实现闭环驱动电路的稳频控制;采用自动增益控制器(AGC)实现恒幅控制.利用Hspice完成电路级仿真.结果表明,微机械陀螺双环路闭环驱动电路建立稳定振荡的时间为45 ms,稳定振荡频率为2.7553 KHz,频率偏差为0.1 z,频率抖动为0.056563 Hz.相对于传统的AGC闭环驱动电路,此闭环驱动电路建立稳定振荡时间缩短了30.77%,频率稳定性是传统AGC闭环驱动电路的32.72%.微机械陀螺环路闭环驱动电路提高驱动信号性能,对于微机械陀螺检测灵敏度的提高有着重要意义.     

一种超低频绝对振动信号参数检测的实现方法

超低频绝对振动信号参数的检测在工程上有着十分广泛的应用前景。提出一种软硬件相结合的超低频绝对振动信号参数的检测方法，根据被测信号的特殊性，以8032单片机为核心构建了专门的信号处理电路。经实际应用表明，它具有自动校零、可靠性高、性能好、实用性强等特点，适用于工程上对超低频绝对振动的测量。     

基于频域相位方差加权的线性调频信号检测方法

针对未知线性调频信号的检测问题,依据线性调频信号相位比较稳定这一特征,提出一种基于频域相位方差加权的线性调频信号检测方法。该方法利用线性调频信号频率单元对应相位比较稳定,背景噪声频率单元对应相位比较随机的特点,对各频率单元进行相位方差加权,可以进一步抑制背景噪声能量干扰,增强线性调频信号检测信噪比增益,实现对未知线性调频信号的检测。仿真条件下,在输入平均谱级比大于-10 dB时,相比相位差分对齐法,该方法所得最终线性调频信号频率单元与噪声频率单元的平均谱级比得到了进一步提高,且随着输入平均谱级比越高,输出线性调频信号频率单元与噪声频率单元的平均谱级比提高越多。理论分析和实验结果表明:该方法可以有效增强信号能量,抑制噪声,提高信噪比。     

基于高速解调电路的新型手持式工频电场检测系统

基于高性能的微机电系统(MEMS)电场敏感芯片进行工频电场检测,设计了前置放大电路对芯片输出的微弱信号进行二级放大;基于相敏检测原理,设计了一种可抑制背景干扰噪声的模拟解调电路,提高了系统的响应速度;基于ARM微控制器实现了信号的处理,最终成功研制了一种新型手持式工频电场检测系统.输电线路下电场检测实验表明:系统具有良好的检测性能,检测结果与德国Narda电场测量仪具有较好的一致性.     

一种基于TDC的相对频差测量方法

提出了一种基于时间/数字转换器( TDC)的频率差测量方法.该方法使用延迟链和参考时钟结合的TDC直接数字量化频率差.测量系统与非线性标定模块均在现场可编程门阵列( FPGA)中实现.为了对频率差检测精度进行评估,使用振荡器作为仿真输入信号进行了实验.结果显示:所提出的测量方法对ΔF/F的测量噪声可以达到1 ×10-8/ 槡Hz.在实验结果的基础上,对测量噪声的来源进行了分析.     

智能宽带信号检测系统

为了能够准确的测量信号的参数,设计了一种宽带交直流信号检测系统,该系统的控制芯片采用的是STC12C5A32S2单片机.首先,信号采集电路采集到的信号经交直流测量电路进行处理;然后,通过分压和自动增益放大电路等处理后,在频率和相位检测电路中测量信号的频率和相位;最后,在液晶显示器上显示待测信号的幅度、相位和频率等信息.在实验中,测量了频率为0-20KHz的不同幅度信号,实验结果表明,在低频情况下测量误差可以忽略,在高频信号测量时的测量误差小于1%.     

基于循环谱的多循环频率加权合作频谱检测

在接入主用户授权频段之前,认知用户需要检测该频段是否处于空闲状态,以免干扰主用户通信.利用主用户信号和噪声的不同谱相关特性,研究了基于循环谱的频谱检测方法.将主用户非零循环频率上的接收信号循环谱幅度作为检测统计量,给出了判决准则和检测方法.利用主用户信号在不同循环频率下不同程度的循环平稳特征,多个循环频率之间通过加权迭代合作来提高检测结果的可信度;并通过蒙特卡罗仿真方法验证该方法的可行性.仿真结果表明:加权迭代合作可有效实现频谱检测,且检测性能优于等权合作检测;通过合理选择信号采样点数、循环频率个数、迭代次数进行合作检测既可有效提高检测概率,又能保证检测灵敏度.     

矿用钢丝绳损伤检测信号处理方法研究

采用电磁检测法检测矿用钢丝绳受损情况时,检测信号中含有大量噪声,且存在尖峰和突变干扰,增大了损伤识别难度,需要对原始检测信号进行降噪处理。常用的傅里叶变换无法处理运行中的钢丝绳检测信号,而小波变换因存在平移不变性较差、频带混叠等问题而影响检测准确度。提出了基于双树复小波变换的矿用钢丝绳损伤检测信号处理方法。首先采用Q平移法构造双树复小波高低通滤波器,对原始信号进行3层双树复小波分解,得到高低频信号分量;然后采用最小极大方差软阈值方法对分解信号进行降噪处理;最后对降噪信号进行重构。在实验室环境下搭建了钢丝绳损伤检测试验平台,对基于双树复小波变换的钢丝绳损伤检测信号处理方法的降噪性能进行验证,结果表明:该方法可有效减少检测信号中的尖峰和突变数量,使信号平稳,降噪效果优于经典小波变换,且增大了奇异点处信号峰值,有利于后续特征提取。     

基于有效K均值有效极限学习机的混沌海杂波背景中微弱信号检测

为了在复杂混沌噪声背景中快速准确提取有用信号,提出基于复杂非线性系统相空间重构理论,采用改进极限学习机(ELM)预测单步误差检测微弱信号的方法。采用改进K均值聚类算法选择最优族作训练集,改进极限学习机选择权值和偏置的方法进一步提高检测的精度和速度,采用Lorenz系统建立了混沌噪声序列的一步预测模型,从预测误差中检测湮没在混沌噪声中的微弱目标信号(包括周期信号和瞬态信号),然后使用加拿大Mc Master大学IPIX雷达数据,在海杂波噪声中提取漂浮物信号作为实验研究。结果表明该方法能够有效检测混沌背景噪声中极微弱信号,同时抑制噪声对混沌背景信号的影响,与径向基函数(RBF)神经网络等传统算法相比,预测精度提升了25%,检测门限提高了-5 dB,同时训练用时减少77.1 s,在实际应用中具有更明显优势。     

基于包络延拓和本征波匹配的时变DoS攻击频谱检测

DoS攻击信号具有非平稳时变特性,湮没在色噪声背景的复杂网络环境中,对之难以有效检测.传统方法中采用基于非平稳时变信号处理的Hough变换单谱脉冲响应检测算法,由于二次型时频分布的边缘效应会引起较大包络衰减,检测性能不好.因此提出一种基于包络延拓和本征波匹配的时变DoS攻击信号频谱检测算法来对DoS攻击检测信号进行双曲调频分解,构建信号数学演化模型,得到信号包络和本征波特征提取结果.采用双线性Hough变换法分析频谱特征畸变,进行瞬时频率估计,得到信号的单谱脉冲响幅频响应,在包络时频特征空间优化搜索路径实现包络延拓,基于最小均方误差准则设计本征波匹配滤波器,控制DoS频谱偏移,实现信号频谱检测.仿真结果表明,本算法能在强色噪声背景干扰下提高检测性能,检测概率高于传统算法,且能准确估计参量信息,提高对DoS攻击信号的主动防御能力.