基于FPGA的全数字时钟生成方法

由数控振荡器(NCO)生成的时钟存在严重的周期性边沿抖动,并且频域上存在较多的杂散信号.为此,在NCO的基础上引入抖动算法和锁相环技术,设计一种改进的全数字时钟生成方法.采用抖动算法产生随机数,并将随机数添加到NCO的数字相位输出端,使得时钟边沿随机提前,从而降低相位抖动的周期性,使杂散的功率均匀化分布到整个频域;利用锁相环技术滤除由于杂散的均匀化而增加的基底噪声.在Matlab中搭建仿真模型,生成几种不同频率的目标时钟,统计结果显示:采用该方法后时钟的相位抖动标准差显著降低.将本设计应用于Spartan-6FPGA,实验结果表明:抖动算法可使杂散白化,锁相环技术可以降低基底噪声,滤除带外杂散.在与现有方法频率稳定度相近的情况下,所提方法输出的时钟信号频率精度大为提高,频率精度和稳定度分别达到7.5×10~(-9)和2.5×10~(-9),并且所得到的时钟信号具有频率适应性.     

多分辨迭后地震记录频率幅补偿方法

考虑到大地对不同频率的地震波具有不同的衰减度与吸收,利用小波多分辨率思想,提出了一种改进常规的单一补偿的新方法－－多分辨频率补偿方法。利用最大方差模原理,使修正后的地震信号多分辨的方差模达到最大,同时对其补偿后的地震记录振幅谱予以修正,从而提高了迭后地震记录分辨率,使强屏蔽下的弱反射层和薄层的分辨能力得到加强,克服了采用单一补偿法时没有考虑不同频率具有不同吸收衰减度的缺点。在新疆塔里木油田等地的应用结果表明：资料经处理后分辨率可提高20Hz左右,强屏蔽下的弱反射层和薄层的信息得到了较好的恢复,这对复杂结构地地震数据处理提供了1种切实可行的方法。     

一种5～20GHz低插损低相位误差的CMOS衰减器

设计了一种具有低插入损耗、低相位误差的5位CMOS集总式衰减器.该衰减器基于0.18μm CMOS工艺,采用桥T和π形衰减结构,通过NMOS晶体管开关控制5个独立的衰减模块,在5~20GHz的工作频段范围内实现步长1dB、动态范围0~31dB的信号幅度衰减.其中,串联控制开关管采用体端通过电阻与源极相连的结构,在不增加寄生电容的前提下,降低导通电阻;并联控制开关采用体端交流悬浮结构,以提高整体衰减器的线性度.较大衰减量的衰减模块采用电感进行补偿,以减小附加相移.仿真结果显示,该衰减器插入损耗最小为6.1dB,最大为12.6dB,各状态衰减量均方根小于0.5dB,附加相移均方根小于3.4°,中心频率处1dB压缩点为14.13dBm.     

基于硬件限幅器和LMS自适应算法的GPS接收机干扰抑制方法

根据硬件限幅器抑制小信号的特性得到干扰信号,将硬件限幅器输出信号作为自适应算法的参考信号,再利用LMS的自适应特性消除GPS接收机输入信号中的时变强干扰信号,最终抑制干扰获得有效信号。仿真结果表明该方法对未知源的强干扰信号具有较好的抑制性能,当信干比在-25~-35dB时干扰抑制能力可改善30dB以上。     

提高并行交替式ADC系统分辨力的一种新方法

为提高并行交替式ADC系统分辨力，提出一种将模周期T运算重排序图方法和偏置抖动方法相结合的新方法．根据存在偏置抖动时，使用模周期T运算重排序图方法后输出信号的频谱特点，采用低通滤波方法来提高系统的分辨力．利用输入信号频率与采样频率互为质数的特点，可使并行交替式ADC系统对直流和奈奎斯特频率的输入信号幅度分辨力都能提高．计算机仿真结果证明了本算法运算量小，易于实现．     

单相SVG高性能补偿电流控制技术

针对单相静止无功发生器(SVG)应用场合无法获得瞬时无功、谐波丰富、工况复杂等特点,以提高单相SVG无功补偿精度,增强装置谐波抑制能力为目的,引入单相SVG系统PI加重复控制(PI+REP)的双环控制策略,根据系统数学模型设计数字PI内环,通过内环频率特性设计重复控制外环,将PI控制器低频段优越的动态性能和鲁棒性,与重复控制对周期信号高跟踪精度相结合,改善装置基波补偿精度和谐波抑制能力.频率特性分析表明,该控制策略可以有效消除传统PI控制在基波频率的相位滞后,并将500Hz以内的相位滞后降低到4.5°以内.仿真和实验结果显示,在该控制策略下单相SVG的无功补偿精度和谐波抑制能力均得到了明显提高.     

单向高频正弦流量信号标定系统的建模与试验

为了标定单向动态流量信号，提出单向高频流量信号标定系统.该系统用动态缸活塞运动速度记录流量的动态变化，用流量计记录流量的稳态值.建立系统的数学模型和AMESim仿真模型，评估所提系统的动态标定性能.仿真结果显示，在输入正弦流量信号和阶跃流量信号后，标定系统经调整后会达到稳定状态，即动态缸活塞处于设定的行程中位。在输入50 Hz的正弦流量信号后系统仍未出现幅值衰减，具有良好的标定能力.搭建试验台，输入单向高频正弦流量信号进行标定系统试验，使用标定流量理论公式计算系统的输出值.试验结果证明，当输入变频率为5～30 Hz的正弦流量信号时，标定系统的输出值没有幅值衰减和相位滞后.系统的表现与仿真结论一致，具有标定单向高频流量信号的可行性.     

NLMS自适应滤波器的FPGA实现

目的 采用FPGA芯片实现NLMS算法,从而生成高性能的自适应滤波器来滤除通信信号中时变、未知的干扰信号,得到高质量的通信信号.方法 通过对LMS及其改进算法的原理讨论及比较,确定适合于FPGA芯片上实现的NLMS算法,并对算法的具体实现方法进行论述.采用分段移位的方法实现除法运算,从而提高运算速度.结果 通过对输出信号的频谱分析,当信号带宽为200 kHz,频率偏离中心频率0.087 5 MHz时,衰减达到了99.21 dB.结论 本设计能高速度、高质量地滤除通信信道中的干扰信号,并很好地处理了FPGA的资源与速度的关系,能满足高速信号处理的要求.     

0~21 GHz高精度宽带硅基数字衰减器设计

针对射频前端收发系统中衰减结构宽带性能不稳定的问题,提出具有双重电容补偿的新型开关内嵌式衰减结构。该结构基于容性校正网络,在节约核心电路面积的同时通过调节零、极点对频率响应的影响,达到拓展衰减单元工作频带的目的,以满足跨频段、宽频域射频通信收发前端的设计需求. 基于HHNEC 0.18 μm SiGe BiCMOS工艺,采用新型电容补偿结构设计6位步进式数字衰减电路,该衰减器通过6位数控开关实现64种衰减状态,衰减步进0.5 dB,衰减范围0~31.5 dB. 仿真结果表明,在0~21 GHz工作频带内衰减误差均方根小于0.23 dB,附加相移均方根小于4.38°,插入损耗最大为?11.05 dB,最小为?4 dB,中心频率处1 dB压缩点17.3 dBm,核心电路版图面积0.86 mm×0.2 mm.     

一种新型超高频射频识别阅读器的信号源设计

介绍一种使用相控阵天线的超高频射频识别(UHF RFID)阅读器发射机的设计方案,并设计了适用于此发射机的信号源.该信号源采用STM32F407作为主控芯片,根据波束形成算法,应用直接数字频率合成技术,能够产生满足阅读器要求的信号.实际测试结果显示:此信号源的每路输出在1 GHz频率范围内的杂散抑制为-50dBc,频偏100kHz处的相位噪声为-100.6 dBc/Hz,能够输出调制深度为90%的ASK调制信号.输出滤波器100MHz带宽内的衰减小于-3 dB,在300 MHz以上频率范围内的衰减大于-40 dB.该信号源能够完全适用于相控阵天线UHF RFID阅读器,对于提高UHF RFID阅读器的读写距离及RFID技术的广泛应用具有参考价值.     

一种新的减少SDH指针调整抖动的方法

针对指针调整在SDH网络边缘会引起大幅度低频率抖动的问题，在传统相位泄漏法的基础上，提出了一种新的减小指针调整抖动的方法--自适应调制泄漏法。该方法采用新的相位扩散机理，先将指针调整引起的大幅度多比特抖动泄漏为多个小幅度单比特的抖动，然后对每1个泄漏bit进行序列调制，从而将泄漏频率由低频段移到高频段，使泄漏相位易于被锁相环滤除，最终达到减小输出抖动的目的。另外，该方法通过监视比特泄漏缓存器的满度来自适应地调整比特泄漏周期，可以在保证泄漏缓存器不发生溢出的前提下，最大限度地减小输出抖动。仿真表明，自适应调制泄漏法在网络处于劣化模式和非劣化模式时都可以有效地抑制指针调整抖动。     

LMS滤波算法在连线干涉测量中的应用研究

对航天测控信号进行滤波处理将有利于提高系统的测量性能。针对连线干涉测量（connected elements interferometer,CEI）因以载波时延为测量量,使其测量精度与载波差分相位估计性能直接相关,且该性能主要受近载频噪声影响这一问题,提出了采用最小二乘法（least mean square,LMS）算法对测控信号进行滤波处理以提高载波差分相位估计精度的思路。首先给出了基于LMS算法的相位估计方案;然后分析了其可行性和存在的问题;最后将LMS算法应用于CEI测量仿真和同步卫星观测试验中。仿真和实测数据处理表明：LMS算法可提高CEI测量性能,在同样数据处理长度下,滤波处理后载波差分时延估计精度提高了大约1.42倍;或在同样数据情况下,滤波处理可以降低数据的信噪比为6dB。     

颤振激励下金属冷挤压成形降载特性

分析颤振激励下金属冷挤压成形过程中利用“有效摩擦力”降低材料变形抗力的成形机理,对比凹模固定以及凹模在不同参数颤振激励下的有限元仿真结果.仿真实验表明：颤振激励能够降低坯料成形过程中的平均行程载荷;颤振频率及幅值越大,平均行程载荷降低越多, 提出颤振平台的机构,并分析工作原理.选用6061铝材作为冷挤压的坯料,完成凹模固定及凹模颤振激励下的反挤压的实验研究.分析坯料在实际反挤压过程中行程载荷的特点,实验结果表明：凹模引入颤振激励后,挤压过程中的稳定行程载荷明显降低;当凹模颤振频率为100 Hz,幅值为0012 mm时,稳定行程载荷降低约6%;当凹模颤振频率为200 Hz,幅值为0012 mm时,稳定行程载荷降低约75%.     

管道低频噪声的自适应有源控制

目的针对实际的具有行波的管道模型,研究一种降噪方案.方法通过建立数学模型和用来导出降噪的自适应系统的传递函数,对RLS、LMS和LSL算法的效果进行分析和比较.结果不存在声反馈时,对0-500Hz的宽带噪声可达到平均降噪量(MNRV)27.5dB.若存在声反馈并使用气流扬声器时,MNRV只有近似4.9dB.当该扬声器具有平坦特性时,MNRV可提高10.2dB.结论这项抵消技术可用于对排气管降噪.原则上,它亦可用于三维封闭空间的降噪问题.     

颤振激励下金属冷挤压成形降载特性

分析颤振激励下金属冷挤压成形过程中利用“有效摩擦力”降低材料变形抗力的成形机理,对比凹模固定以及凹模在不同参数颤振激励下的有限元仿真结果.仿真实验表明：颤振激励能够降低坯料成形过程中的平均行程载荷;颤振频率及幅值越大,平均行程载荷降低越多, 提出颤振平台的机构,并分析工作原理.选用6061铝材作为冷挤压的坯料,完成凹模固定及凹模颤振激励下的反挤压的实验研究.分析坯料在实际反挤压过程中行程载荷的特点,实验结果表明：凹模引入颤振激励后,挤压过程中的稳定行程载荷明显降低;当凹模颤振频率为100 Hz,幅值为0.012 mm时,稳定行程载荷降低约6%;当凹模颤振频率为200 Hz,幅值为0.012 mm时,稳定行程载荷降低约7.5%.     

盾构施工过程诱发振动振源特性

以北京地铁某线区间盾构隧道为背景,结合现场调查和初步实测,识别出盾构施工诱发振动的主要振源为刀盘与地层相互作用、渣土/管片运输车辆、盾构内部设备引起的振动.通过现场实测与数值模拟分别对振源的特性展开研究,结果表明:刀盘掘进诱发振动频带较宽,主频主要集中于20~90 Hz;后配套车信号振动幅值较小,幅值较大的频带带宽为0~20 Hz;运输车由于临时轨道均直接与隧道结构接触并相互作用,使得中高频未得到衰减,幅值较大频率主要集中于70~90 Hz,振动传至地表后主频衰减至20 Hz以下,振动影响范围主要为隧道中线15 m范围内.研究结果对北京、成都、沈阳等砂卵石地层盾构施工所诱发振动具有借鉴作用.     

LSL自适应权向量法检测弱脉冲信号方法研究

自适应权向量ＬＭＳ算法用于检测弱信号具有收敛响应较慢的缺点，本文应用自适应权向量格型ＬＳＬ算法检测噪声中的射频弱脉冲信号取得满意结果。仿真检验表明，本文方法用于检测快变弱信号是一种行之有效的方法。     

单脉冲雷达系统通道一致性校正方法研究

在振幅和差单脉冲体制对目标进行角度测量的条件下,讨论了采用宽带信号的和差波束接收通道的幅相特性不一致。当幅度误差<14 dB、相位误差<0.27 rad的通道误差模型时,针对宽带信号提出了一种对和差通道幅相进行校正的算法。通过计算机仿真表明,校正后的测角精度有明显提高,满足了系统设计的要求。     

一种改进的稀疏多径信道均衡方法简

Traditional channel equation methods are based on the multi-path richness hypothesis, which is complicated and inefficient in sparse channels. In this paper, a sparse multi-path channel equation method is proposed. The sparse channel estimation is carried out using a small number of pilot tones based on Compressed Sensing (CS). The equation inverse filter is derived from the channel estimation. The procession of inverse filter solution is modeled as an optimization problem and a greedy algorithm is proposed which can bring about a near optimal solution. The new algorithm requires fewer iterations than linear prediction and gets almost optimal filter parameters when the rank is high enough. The modularized structure of the greedy algorithm is designed which is less complicated and can be easily realized. Simulation shows that the BER performance of the proposed equation method is improved significantly with the increase of SNRs. At 15dB of the SNR it gains 10dB in power efficiency relative to LMS.