基于FPGA的插频式外差干涉信号处理方法

为了测得外差干涉仪的相位移,采用插频法对外差干涉仪的参考信号与测量信号进行了处理,从而测得两个信号的相位差即多普勒频移.插频法基于过零检测原理,即在测量信号与参考信号上升沿来临时,分别对两信号插入脉冲,通过对插入的脉冲计数,实现相位差的测量.外差干涉仪光源是拍频为2.2MHz的He-Ne激光,使用迈克尔逊干涉仪测量系统...     

一种应用于超声波测量的混频检相方法研究

为了提高超声波测量系统的精度，加快检测速度，对超声波测量系统提出了一种混频检相方法并完成了混频检相器设计。采用混频方法将两路有一定相位差的被测信号与另一个有较小频差的信号混频，混频后通过低通滤波电路滤除高频成分，得到保留原信号相位差的两路低频信号，通过整形电路获得两路方波信号，由D触发器设计的检相电路对两路方波信号进行相位差检测。对该混频检相方法进行了仿真和多组相位差实验验证，结果表明采用该混频检相方法具有电路简单、测量精度高、成本低等优点。     

压电器件阻抗测试系统的研制

基于压电器件的等效电路模型,利用导纳圆理论图测量压电器件阻抗特性参数及过零检测相位差测量原理,构建了一套完整的压电器件性能参数阻抗测试系统。通过单片机控制信号产生幅值固定、频率可变的正弦信号,经功率放大后驱动压电器件产生超声高频振动,并采集压电器件两端的电压、电流及相位差信号,通过串口传给上位机。上位机采用基于Labview人机交互界面,实现压电器件阻抗特性参数计算和图形显示。实验结果表明,本测试系统能测量压电器件各主要相关参数,并动态显示阻抗特性曲线,可用于压电器件的参数测试与性能评估。     

压电器件阻抗测试系统的研制

基于压电器件的等效电路模型,利用导纳圆理论图测量压电器件阻抗特性参数及过零检测相位差测量原理,构建了一套完整的压电器件性能参数阻抗测试系统。通过单片机控制信号产生幅值固定、频率可变的正弦信号,经功率放大后驱动压电器件产生超声高频振动,并采集压电器件两端的电压、电流及相位差信号,通过串口传给上位机。上位机采用基于Labview人机交互界面,实现压电器件阻抗特性参数计算和图形显示。实验结果表明,本测试系统能测量压电器件各主要相关参数,并动态显示阻抗特性曲线,可用于压电器件的参数测试与性能评估。     

基于FPGA平均值原理相位差计的设计

相位差的测量在研究网络特性中具有重要作用.设计一个测量快速、精确的相位差计已成为生产科研中重要课题.提出了基于平均值原理相位差计的设计方法,采用FPGA芯片实现了平均值相位差计,重点时相位差测量中的超前与滞后判断、输入信号处理、相位差计数器、锁存显示等几个数字环节进行VHDL语言编程,顶层用原理图方式构建了相位差测量系统.该系统电路结构简单,占用逻辑资源少,抗干扰能力强,可靠性高.     

一种迟滞比较式的FPGA过零检测电路

傅里叶干涉仪中的动镜电机控制系统采用激光干涉的方案测量电机速度,此时需要对干涉信号进行过零检测,已得到速度方向信号.根据迟滞比较器的原理,提出了一种数字过零检测电路的设计方案.该设计有效地解决了过零检测中的抖动等问题,提高了抗干扰性和检测精度.基于FPGA开发环境,研究了两种不同的实现方式来实现该电路,各有其特点,并通过实验测试其工作性能.实验结果证明,该方案结构简单、过零检测准确、工作稳定可靠.     

谐振式光纤陀螺调相谱检测技术中的光克尔效应

谐振式光纤陀螺(R-FOG)是基于Sagnac效应产生的谐振频率差来测量旋转角速率的一种新型光学传感器。信号检测技术和系统中存在的各种噪声对系统的检测精度有着重要的影响。基于调相谱检测技术的谐振式光纤陀螺系统中,除顺时针(CW)和逆时针(CCW)光路传播的光强不均匀会引入非互易相位差,使系统出现零漂外,顺时针和逆时针光路的调制系数也会引入系统零漂。光克尔效应引入的系统零漂与系统的真实旋转在测量时是无法区分的,因此成为主要的噪声之一。通过光波场叠加原理,推导得到调相谱检测方案下的谐振式光纤陀螺系统中,光克尔效应引起的系统零漂的解析表达式。依据光克尔效应产生的零漂不随陀螺转速的改变而变化,利用简单的开环系统,对光克尔效应引入的陀螺零漂进行了测试。     

基于神经网络的AD8302相位响应特性曲线校正方法

随着无线通信技术的发展及其在民用、军事、国防等领域的广泛应用,天线系统对功率有了更高的要求。在阵列天线系统中,天线单元通过功率合成提高发射功率,相位差是功率合成技术的关键,是科学研究不可缺少的部分。因此,如何获得可靠的相位差是值得研究的课题。基于AD8302芯片的相位差检测方法是常用的相位检测法,其检测频率范围大,检测精度高,硬件电路实现简单,但该芯片在测量某些相位差时,由于特性曲线的问题测量误差较大,在实际应用中造成了很大的困难。所以文章针对该问题设计了一套基于神经网络的处理方法,有效地补偿了AD8302自身的缺陷,使得相位差测量精度在为0.1°,误差约为±0.5°。     

提高相位差测量精度的野值剔除算法研究

干涉仪测向系统中,方位角是通过天线阵元间的接收信号相位差得到的,提高相位差测量精度对方位角精度提高是有利的。运用3种剔除野值方法来提高相位差精度：莱以特准则、平滑滤波法和极坐标变换算法。极坐标变换法克服了角度模值运算带来的不必要的误差,及时检测、剔除野值,校正了相位差参数。与前面2种方法相比,更适应角度运算,而且计算简便、精度高,便于工程实现。     

非自治约瑟夫森结阵列的耦合同步研究

针对电阻-电容-电感分路的约瑟夫森结耦合的阵列,当驱动电流的相位差为零时,分析了对称振子之间完全同步流形及其稳定性.当相位差不为零时,计算了误差系统随相位差变化的分岔图和李雅普诺夫指数曲线,发现相位差破坏了振子对之间的完全同步,但却可以抑制系统中的混沌.理论上讨论了约瑟夫森结阵列中延迟同步的存在性,发现距离较远的振子对...     

白光干涉零光程差位置的五步测量法

给出了采用5步法测量白光干涉中零光程差位置的理论推导。提出在测量中以双光束干涉条纹间距的1／4大小作为干涉光强空间采样间隔；以被测点附近5点测量数据作为一组基本数据来确定干涉条纹的局部调制度；采用重心法确定干涉条纹调制度的最大值位置，并以此作为零光程差位置。对不同干涉光强分布公式生成的模拟测量数据进行了理论分析；对光电测量系统中的机械精度与光电测量精度对测量结果的影响进行了定量计算。通过计算得到，本方法的最大零光程位置测量误差不超过1／4干涉光中心波长。     

基于STM32的全相位FFT相位差测量系统

针对军用和民用工程领域信号相位差测量的需要,基于全相位测量理论,使用ARM公司的高性能32Bit CortexM32内核处理器STM32F103,设计并制作了一个低成本,结构简单,处理速度快而有效的相位差测量系统,通过采样了127个点,处理后做64个点的FFT,实现了信号相位差的测量.测试结果表明有效分辨精度为1度.     

HeNe激光双折射外腔回馈位移测量仪研究

基于单模激光器的双折射外腔回馈位移测量系统能输出两路回馈条纹信号,且条纹相位差不受回馈外腔长的影响,因此在研制大量程、高分辨位移测量系统方面极具潜力。开展了双折射外腔回馈的相关现象研究,研制了性能优良的位移测量仪器。稳频和回馈外腔扫描技术相结合,进一步提高了系统的频率稳定度（优于10-7）和抗干扰性能力。试验对系统进行了零漂、拍频和比对测试,其量程超过200 mm,分辨率为15.82 nm,线性度优于2.310-7。分析了系统的主要误差来源,估算了总的测量误差为0.21 m。回馈位移测量仪具有结构简单、分辨率高、线性度好以及测量范围大的优点,工业应用前景广阔。     

高精度的测距系统中的测相技术研究

高精度的测相技术是星星间或星地间的测距系统中的关键技术之一。研究了基于双差频测相技术的高精度测相技术及其在上述高精度的测距系统中的应用。实验结果表明双差频测相技术具有10-6以上的测相分辨率及由系统本底噪声引起的测距误差小于7μm。     

SNR Estimation in OFDM System by the Correlation of Decision Feedback Signal

In the channel-varying environment, it is very important to estimate the signal to noise ratio (SNR) of received signal and to transmit the signal effectively for the modern communication system. The performance of existing non-data-aided SNR estimation methods are substantially degraded for high level modulation scheme such as M-ary amplitude and phase shift keying or quadrature amplitude modulation. In this paper, we propose a SNR estimation method which uses zero point auto-correlation of received signal per block and auto/cross-correlation of decision feedback signal in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system. Proposed method can be studied into two types; Type 1 can estimate SNR by zero point auto-correlation of decision feedback signal based on the second moment property. Type 2 uses both zero point auto-correlation and cross-correlation based on the fourth moment property. In block-by-block reception of OFDM system, these two SNR estimation methods can be possible for the practical implementation due to correlation based the estimation method and they show more stable estimation performance than the previous SNR estimation methods. Also, we mathematically derive the SNR estimation expression according to computational difference of auto/cross-correlation. Finally, Monte Carlo simulations are used to verify the proposed method.     

透波结构的电厚度高分辨率测试技术

点聚焦透镜天线能微观确定透波结构的电厚度偏离程度。利用点聚焦天线的波束汇聚能力,通过对透波结构电厚度超差区域的准确定位,实现电厚度的高分辨率测试。采用频率变换的原理组建透射法相位测试系统,用两路合成信号发生器产生测试所需的差频微波信号,直接实时比较校正支路和测试支路的相差,达到了电厚度高稳定性测试。以实际型号为例,采用HFSS软件对点聚焦透镜进行设计仿真,给出设计参数,加工符合设计要求的点聚焦透镜并将其应用在透射法测试系统中,提高了透波结构电厚度测量与校正的工作效率。     

Pulse delay measurements in single-mode fibers using sum-frequency mixing as a picosecond shutter

We describe a novel technique for measuring pulse delay in single-mode fibers. Relative time delay changes between different wavelengths are used to determine dispersion on both sides of the zero total dispersion wavelength. In this technique the sum-frequency mixing is used as a picosecond shutter. The measurement accuracy and the input power limitation to avoid the influence of stimulated Raman scattering for the measurement are described. Furthermore, dispersion characteristics on three single-mode fibers are measured, and it is pointed out from the experimental results that a larger refractive index difference and a shorter cutoff wavelength shift the zero total dispersion point toward the longer wavelength.     

多鸽巢自适应排序的快速相位展开方法

为提升单目结构光测量系统的测量精度和效率,对结构光三维重建中最重要步骤相位展开算法进行了改进,提出一种多鸽巢自适应排序的相位展开算法,其有效地抑制了相位展开过程中的误差传递,并能显著提升计算效率。首先,根据像素的二阶差分定义像素的不可信函数,并将相邻像素组合成为像素组;然后,自适应构建具有不同不可信值范围的鸽巢使其满足误差传递要求,并依次将像素组放入对应参数的鸽巢中;最后,根据鸽巢的不可信值从小到大依次进行相位展开。在单目结构光系统中开展验证实验,实验结果显示:提出的相位展开算法相较原算法提速38.37%,且在点云求解精度上有较大提升,有效优化了测量系统相关性能。