用于光纤光栅传感解调系统的线阵InGaAs驱动时序电路的设计

从理论上分析了线阵InGaAs光电探测器阵列在采用光谱成像技术的光纤光栅传感解调系统中的的成像原理,在此基础上,对日本滨淞光子公司生产的G9212 型号的线阵InGaAs结构、工作方式等光电信号处理过程进行讨论.针对该型号的光电探测器阵列设计了使其正常工作的驱动时序电路,并用Verilog HDL 语言进行模块描述和CPLD实现驱动时序电路的仿真.实验结果表明,设计符合光纤光栅传感解调系统中线阵InGaAs实际工作需要.     

线阵TDI探测器成像中扫描速度偏差影响

线阵TDI探测器同步脉冲周期与扫描速度不匹配,会降低航空相机总体光学传递函数水平。分析扫描速度偏差与系统调制传递函数间关系,可为扫描系统设计与调试提供有效的评价准则。以某航空相机为例,介绍了线阵TDI探测器扫描成像原理,给出由扫描速度偏差计算系统运动光学传递函数的算法,并通过数值计算方法分析了扫描速度偏差对系统调制传递函数影响。实验结果表明,使用统计方法得到的系统运动调制传递函数计算结果与实际测量结果的误差在5%以内,可有效用于评价扫描速度偏差对运动调制传递函数影响。     

混响室条件下失真信号消噪技术研究

为研究混响室条件下失真信号消噪恢复技术,采用Mallat算法和预失真技术的失真数据补偿方法,首先,利用蒙特卡洛方法 (Monte Carlo)模拟混响室内电磁环境,获得全向辐照电磁环境和接收系统的联合传递函数;再将联合传递函数的反函数置于预失真器中,用于补偿信号通过混响室内全向辐照电磁环境和接收系统后产生的误差和畸变。利用验证信号进行验证,结果表明该方法可有效消除系统带来的误差,较好地恢复和保持了接收信号信息。     

线阵InGaAs光谱谱线定标方法的应用

根据光纤光栅传感解调系统中检测中心波长偏移的特点,提出了一种利用线阵InGaAs作为光谱接收器件的波长解调系统,光谱谱线定位受系统中透射光栅狭缝和线阵InGaAs像元尺寸大小的影响,需要对该解调系统进行标定.在分析线阵InGaAs成像模型的基础上,用最小二乘法进行曲线拟和,获得谱线波长与线阵光电探测器阵列像元之间定位的数值计算方法,以确定光谱线在线阵InGaAs上的精确定位,使光谱谱线的定位精度得到提高.实验结果证明了该方法的可行性和有效性,提高了解调系统的精度.     

线阵InGaAs扫描FBG反射谱的传感解调方法

研究并实现了一种基于256像元线阵InGaAs扫描的光纤布拉格光栅传感解调系统。针对线阵InGaAs探测器,分析了光纤光栅反射谱中心波长定位原理,可实现多个FBG光谱的同时解调,单通道解调传感器数量取决于FBG的带宽和中心波长漂移范围。对256个像素点的光谱数据,通过设置的阈值判断反射谱的个数,分别对每一个谱峰进行拟合,基于高斯指数曲线模型实现了寻峰算法,获得了中心波长。搭建FBG解调系统采集光谱数据,寻峰算法的稳定性达到0.5 pm。该解调方法无机械移动部件,实现了多光纤光栅波长寻峰的并行快速响应,波长解调范围为1 525～1 570 nm,为多光纤光栅传感提供了高速解调方案。     

空间光通信PPM信号的软解调及其性能

PPM调制由于其较高的功率利用率而在空间光通信系统中得到了广泛的应用,PPM信号的接收部分对整个通信系统的性能起很大作用。我们对光PPM信号的解调进行分析,提出了PPM信号的软解调而不对脉冲位置作先期判决,并对软解调及其性能进行分析,最后利用计算机对用APD接收且存在热噪声下的空间光通信PPM信号的解调进行了模拟仿真。仿真结果说明软解调由于充分利用了光电探测器计数软信息而降低了误码率。     

空间光通信PPM信号的软解调及其性能

PPM调制由于其较高的功率利用率而在空间光通信系统中得到了广泛的应用，PPM信号的接收部分对整个通信系统的性能起很大作用。我们对光PPM信号的解调进行分析，提出了PPM信号的软解调而不对脉冲位置作先期判决，并对软解调及其性能进行分析，最后利用计算机对用APD接收且存在热噪声下的空间光通信PPM信号的解调进行了模拟仿真。仿真结果说明软解调由于充分利用了光电探测器计数软信息而降低了误码率。     

基于可调谐激光器的光纤光栅波长解调系统误差分析与补偿

基于可调谐激光器的光纤(Bragg)光栅(FBG)波长解 调系统性能受激光器控制电路、调制参数以及光电探测器(PD)性 能、弱信号采集与放大电路等诸多因素的影响,着重研究了可调谐激光器调制参数中扫描频 率对光栅波长 解调系统的影响,发现波长解调误差随扫描频率的不同而呈现一定的规律,对波长解调误 差与激光器的 扫描频率进行了拟合。将拟合结果植入解调程序中,对激光器当前扫描频率下的解调波长进 行实时误差补 偿,并实验验证了误差补偿后的效果。结果表明,进行误差补偿后系统最大波长解调误差比 之前减小6.0 倍,其中由激光器扫描频率不同导致的波长解调误差和均方差(SD)分别比补偿之前减小2.2倍。最 终 使得基于可调谐激光器的FBG波长解调系统整体波长解调误差控制在1.38pm以内,有效地满足了高 速FBG系统对解调波长准确性和稳定性的要求,适用于高频动态信号的解调。     

激光语音检测系统反正切补偿算法

通过理论分析激光语音检测系统,提出一种引入参数估计误差的反正切解调补偿算法,并建立了系统总谐波失真与关键参数及其误差的定量数学关系式。文中用总谐波失真（THD）和无杂散动态范围（SFDR）分别表征系统微振动信号解调效果和可以与大干扰信号（阻塞信号）相区别的最小信号值。实现了非接触、远距离、高灵敏度的微振动信号检测。通过实验和仿真均验证了反正切补偿算法的可行性。实验结果表明:该系统可以检测音频范围内的微弱振动,在现有光学硬件平台基础上,利用文中提出的反正切补偿算法,能在35 m范围内较好地还原语音信号。     

非扫描式光纤法 珀解调仪分析与设计

利用相关解调原理研制了非扫描式光纤法 珀解调仪,进行了理论分析和系统优化。仪器以线阵电荷耦合器件(CCD)为光电探测器,结合现场可编程门阵列器件(FPGA)和上位机(ARM)处理,实现信号的实时处理。线性光不均匀性和杂散光所带来的背景噪声,导致不能准确检测出相关信号的极大值。为此,提出了一种能有效滤除背景噪声信号处理算法,提高了仪器对微弱信号的探测能力和稳定性,使其对光纤法 珀传感器腔长测量的相关系数达到0.999 9,测量波动仅为7 nm。实验结果表明,该仪器能实现对传感器腔长的实时测量,且测量精度高,稳定性和一致性好。     

RGB格式数据向BT.656视频标准转换的关键技术

针对当前多数场合需要将RGB格式图像数据转换成BT.656视频标准的现状,提出了基于FPGA的实现方案,分析了系统的各组成模块和关键技术。利用状态转移机制,产生了BT.656视频标准时序;通过线性循环补偿法,避免了RGB向YUV格式转换的颜色失真现象;使用带有输入输出选择控制功能的FIFO电路,解决了输入输出数据的速率匹配问题。仿真验证结果表明,所提出的方案效果良好,具有广阔的应用前景。     

包络跟踪电源优化设计与仿真

在移动通信3G/4G网络中,包络跟踪技术是提高射频功放效率的核心技术之一。从包络跟踪的相位失真问题入手,以降压变换器为拓扑,提出了以4阶贝塞尔低通滤波器传递函数为整体设计模型的包络跟踪电源设计方法,通过线性补偿控制实现对包络跟踪电源的控制。同时,依据线性控制单元在实际设计中可能遇到的问题,提出了一种更为适合实际应用的线性控制器设计方法。最后,通过软件Pspice对此包络跟踪电源进行仿真验证,以降带宽处理后的单载波1 MHz信道宽度的WCDMA包络信号作为跟踪参考信号,通过软件matlab的simulink仿真对包络跟踪电源进行验证,证明方案实际应用可行。     

UFMC系统中基于Volterra滤波器的非线性失真补偿方案

为实现通用滤波多载波(UFMC)通信系统高效、可靠的通信性能,需在最大程度上补偿由记忆型高功率放大器(HPA)引起的非线性失真.为解决HPA造成的失真问题,本文提出了一种基于Volterra滤波器的非线性失真补偿(V-NLDC)技术.该技术利用了Volterra级数的稀疏特性和能够模拟任意精度非线性系统的性质以逐次逼近的方式对信号进行预失真.将预失真后的信号传送至HPA,然后采用噪声消除器做进一步噪声消除处理,以达到更小失真度的目的.同时,本研究采用收敛速度快、性能稳定的自适应最小二乘法(RLS),可根据环境变化自适应地计算Volterra滤波器和噪声消除器的系数.通过大量蒙特卡罗仿真实验证实了所提出的非线性失真补偿技术可以很好的补偿由记忆型HPA非线性失真所造成的影响,从而优化系统性能.     

一种新的自适应语音增强系统

针对自适应噪声对消(ANC)语音增强系统的性能高度依赖于参考信号的质量，任何原始语音信号泄漏到参考信号中，都会导致原始语音信号失真和噪声抵消性能恶化这一问题，本文提出一种对泄漏不敏感的附加随机噪声(ARN)自适应噪声对消语音增强系统。它通过在参考信号中加入一个低功率的宽带随机训练信号，然后用该训练信号作参考信号对噪声传输函数(NTF)进行自适应建模，并在使用自适应预测滤波器(APF)消除NTF自适应建模的语音信号干扰的同时，用补偿滤波器(CPF)来修正由APF引起的参考信号失真。计算机仿真表明，这种ARNANC语音增强系统在泄漏情况下能将原始语音信号从带噪语音信号中有效分离出来。     

Signal processing in digital fiber communications

Transmission of pcm signals over optical fibers is limited in transmission rate by the inherent imperfections of the carrier medium. The paper discusses the model for an optical telecommunications system (signal and noise models), simulation in base-band (stressing the rational approximation made for the fiber’s transfer function) pulse equalization, encoding and synchronization. Equalizers, whether linear or not, recursive or not, adjustable or not, reduce intersymbol interference, by compensation of distortion in compliance with certain criteria with a view to improving the error rate. The encoding used is a trade-off between bandwidth, tolerance to intersymbol interference and acquisition and tracking of the signal.     

Linear signal transmission with optocouplers

Until now, optocouplers have not been considered very suitable for linear, isolating circuits, owing to their nonlinearity in the current transfer ratio. In this paper, a circuit for linear signal transmission consisting of a pair of optocouplers in a feedback arrangement is analyzed. The nonlinearity of the optocouplers is practically eliminated by using coupler pairs with good tracking in their transfer function. This paper analyzes the distortion and gain of such a circuit as a function of linearity tracking, modulation index, and LED-DC-bias level. Measurements reported in this paper show that with a linearity tracking of only 10 percent, stringent distortion requirements such as for analog signal transmission in telephony can be fulfilled. The circuit achieves a distortion of 0.5 percent based on a 10 percent linearity tracking at a modulation index of 0.2 and the temperature stability of the gain is -0.09 percent//spl deg/C.     

太赫兹近场成像雷达系统误差补偿方法

太赫兹成像雷达具有合成孔径时间短、分辨力高的优点,适用于近场探测,但由于器件成熟度相对不高,雷达系统常存在较大的系统失真,会降低信号质量;同时,系统固有延时的存在会引起距离测量误差,二者均会恶化雷达成像的质量。针对系统失真和固有延时,提出了最小二乘法估计的幅相误差补偿方法和固有延时补偿方法,并给出了系统误差的测量方法。试验测试结果表明,用该方法对系统进行补偿后能有效提高图像空间分辨力,改善图像质量。     

一种基于模糊辨识的OFDM系统预失真器设计

将有记忆的高功率放大器(HPA)描述成一个线性动态系统级联一个无记忆非线性系统的Wiener系统模型,由Sugeno模糊模型自适应跟踪HPA的无记忆非线性曲线,通过离线过程设计OFDM系统数字预失真器。为了消除HPA记忆效应,首先在频域得到信号的均衡补偿,然后通过傅里叶逆变换后得到时域记忆性补偿。该预失真器具有收敛速度快、系统稳定、补偿效果好的特点。     

宽带雷达系统失真补偿信号的提取方法

系统失真将导致雷达距离像的展宽，并产生距离旁瓣。文中通过对实际ISAR试验雷达进行建模，对引起信号失真的机理进行了分析、研究，提出了补偿的方法，并对补偿方法进行了理论分析和仿真，针对实际的雷达系统，给出基于严格的脉冲压缩的系统失真补偿信号的提取方法，理论仿真和实际的雷达系统外场成像试验均验证了其正确性。     

A wideband RF amplifier for satellite tuners

This paper presents the design and measured performance of a wideband amplifier for a direct conversion satellite tuner.It is composed of a wideband low noise amplifier(LNA) and a two-stage RF variable gain amplifier(VGA) with linear gain in dB and temperature compensation schemes.To meet the system linearity requirement, an improved distortion compensation technique and a bypass mode are applied on the LNA to deal with the large input signal.Wideband matching is achieved by resistive feedback and an off-chip LC-ladder matching network.A large gain control range(over 80 dB) is achieved by the VGA with process voltage and temperature compensation and dB linearization.In total,the amplifier consumes up to 26 mA current from a 3.3 V power supply. It is fabricated in a 0.35-μm SiGe BiCMOS technology and occupies a silicon area of 0.25 mm~2.