Feedback tuning algorithm for fast-locking all-digital phase-locked loops

An adaptable feedback tuning algorithm based on the analyses of various phase detection mechanisms and filter architectures is presented to shorten the locking time of all-digital phase-locked loops (ADPLLs). The algorithm divides the entire locking processes into coarse tuning, first fine tuning and second fine tuning processes corresponding to control codes of coarse, first and second fine stages in the digitally controlled oscillator (DCO). An appropriate filter architecture is chosen in each process while adaptive factors are tunable according to the value of the frequency error. A portable fast-locking fractional-N ADPLL based on the proposed algorithm is fabricated by 180nm CMOS technology. Measurement shows that the average locking time is only 6.4μs, that is, 128 reference cycles with a 20MHz clock. The locking time is reduced by the algorithm effectively.     

摄像机与3D激光雷达联合标定的新方法

针对摄像机与3D激光雷达融合系统的标定问题,提出了一种基于平面标定模版的新方法.整个标定过程分为单传感器独立标定和多传感器联合标定两部分.与以往的基于特征点或者边缘对应的标定方法不同,根据传感器原点到标定平面的距离对应性原理实现了联合标定,解决了在激光雷达距离图像上提取特征点或者边缘时精度较低带来的问题.同时,仅采用同一块平面模板完成了整个标定过程,简单实用.实验结果表明,相比传统标定方法,本方法能够获得更高的精度.     

干涉型成像光谱仪在轨辐射定标技术应用

为提高干涉型成像光谱仪空间目标测量精度,降低传感器中各个探测元响应度差异,提升成像光谱仪在轨辐亮度测量准确性。提出了一种基于定标场反射率测量参数结合计算程序仿真与成像仪在轨测量数据比对的空间定标方法。首先在介绍高光谱定标概念的基础上,提出了不同光谱响应函数、不同场地条件下的高精度入瞳亮度计算方法;其次对干涉型成像光谱仪进行在轨相对辐射修正,校正传感器中各探测元相应度差异,利用反射率基法开展了在轨绝对辐射定标试验,针对可见光、近红外波段建立在轨辐射定标计算模型。解决了包括多种反射率场地、高精度测试区域指示的试验方案优化设计问题,实现了星载高分辨率干涉型成像光谱仪的在轨高精度定标。研究结果表明,采用该定标技术使成像光谱仪的在轨测量精度达到5%。此外,定标场地环境条件对模型计算精度有一定影响,大面积均匀场适合采用反射率基法,小面积均匀场则引入邻近像元效应进行计算,通过布设人工指示目标,可提高反射率测量数据的准确性。所采用的定标技术已获得工程应用。     

基于卫星共视技术的电网时间同步

针对电网系统对时间同步的要求,提出一种基于GPS/北斗卫星共视技术的远距离时间比对和传递方法,实现电网系统的高精度时间同步和频率校准.详细介绍该系统的软、硬件设计和数据处理算法,并给出国家电网所有一级基准时钟与国家标准时间UTC（NTSC）的共视数据分析结果：GPS模式下的共视比对精度优于5ns,北斗模式下共视比对精度优于15ns.数据结果表明：采用该技术能够实现电网系统全网范围内高精度、高稳定性、高可靠性的时间统一.     

Jitter Tests and Studies for the Azimuth Axis of the TMT Tertiary Mirror System

太阳辐照度绝对辐射计的灵敏度研究与优化

衣小龙^1,2,方伟¹,骆杨¹,夏志伟¹,王玉鹏¹

（1. 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,长春 130033;

2. 中国科学院大学,北京100049）

创新点说明：

1）通过理论分析以及实验测量的手段,研究灵敏度非线性误差对太阳辐照度绝对辐射计测量精度的影响;

2）提出了太阳辐照度绝对辐射计的测量新方法,通过实时修正灵敏度补偿了灵敏度的非线性误差,从而提高测量精度。

研究目的：

目前太阳辐照度绝对辐射计的定标精度随光功率的降低而下降,本文主要研究目的是提高太阳辐照度绝对辐射计的测量精度,从而提高定标精度。

研究方法：

通过理论分析以及实验测量的路线研究灵敏度非线性,通过修正灵敏度误差提高太阳辐照度绝对辐射计的测量精度。基于两点插值原理提出优化的测量方法。在各个辐射功率下测量实时修正灵敏度,得到灵敏度非线性的相对系统误差为2.2%,分析灵敏度非线性的影响。同时使用新方法以及传统方法测量辐射功率。

结果：

比对实验结果说明新方法将测量精度提高到0.1%,通过实时修正补偿了灵敏度非线性。

结论：

1）新方法可以显著提高地面比对实验的定标精度;

2）灵敏度非线性研究为优化太阳总辐照度监测仪的在轨定标精度提供了理论和实验依据。

关键词：测量精度;绝对辐射计;辐射定标;太阳辐照度

     

高分辨率激光回波模拟器的误差分析及标定

激光回波模拟器是为脉冲激光测距仪进行性能检测提供高精度模拟距离的一种装置,其精度直接影响激光测距仪的测距精度。针对基于FPGA电子延时的高分辨率激光回波模拟器,根据回波模拟器的组成及原理,对系统中存在的误差进行理论分析。提出了用高频示波器标定其精度的方法,利用差分原理对激光回波模拟器的模拟距离进行标定。结果表明,标定结果与理论分析相符,利用该标定方法可知此激光回波模拟器的延时误差小于2ns,即模拟距离误差小于0.3m。     

基于最小二乘的多旋翼无人机磁力计动态校准

在静态校准的基础上提出一种小角度最小二乘迭代法,实现多旋翼无人机的磁力计动态实时校准.对于电机磁场以及环境磁场的干扰,连续采用最小二乘在小角度下拟合弧线并解算出球心,反复更新球心坐标,实现偏差修正,使多旋翼无人机在空中飞行时能够实时校准磁力计,进一步改善磁力计误差补偿问题.通过仿真和大量实验验证,该方法能有效地追踪零偏,解决多旋翼无人机的磁力计动态校准问题.     

Carrier leakage and I/Q mismatch calibrated technique

The carrier leakage and I/Q mismatch calibrated technique based on the digital baseband for the direct conversion transmitter is described. The proposed technique only needs a calibration chain to detect mismatches, and then transmits them to the digital baseband, which completes the calibrated task. The proposed method is very simple in reducing die areas and power dissipation. Under TSMC 013μm CMOS technology simulation, the calibrated error of carrier leakage is less than 15％ and the error of I/Q mismatch is less than 65％．The measurement results indicate that I/Q amplitude mismatch is reflected at twice the input frequency. The calibrated chain gain range is 15dB with a 5dB step, and the bandwidth is 20MHz.     

一种消除直流失调的自动频率校准低通滤波器

为了改善直接变频发射机中由于模拟基带信号直流失调引起的本振泄露问题,以及低通滤波器截止频率因工艺偏差、温度变化和芯片老化而漂移的问题,提出了一种具有直流失调消除功能的自动频率校准低通滤波器设计与实现方法。该滤波器在串行外设接口控制模式下,通过可调电容阵列,可以将截止频率区间配置为324~648 kHz;在自适应调谐模式下,提出了一种基于锁存比较器的数模混合校准结构,通过校准芯片的RC时间常数,在不同环境温度条件下得到的截止频率为373.8~393.3 kHz,相对于标称值383 kHz的调谐精度约为-2.4%~2.7%。采用0.18 μm CMOS工艺芯片进行流片生产验证,调谐电路面积为0.045 mm²,仅占主滤波器面积的约2.2%。在1.8 V电源电压下,整个滤波器的功耗约为6.08 mW,输入参考噪声约为38.49 nV/(Hz)^1/2。     

车体双轴倾角传感器的标定

为了消除由双轴倾角传感器基准面加工误差、电子元器件的焊接误差、电路板的安装误差和标定过程不规范所带来的传感单元敏感轴与标定平台的旋转轴之间的平行误差,在MEMS倾角传感器的测量原理基础上,分析了双轴倾角传感器标定过程中误差的来源并建立了标定误差的数学模型.根据该误差模型对测量数据进行了模拟,分析模拟结果并提出了有效的软件实时修正的标定方法,弥补了传统标定方法的不足.对采取该修正方法前后的数据进行比较,实验结果表明传感器输出数据误差减小了1个数量级以上.文中方法可明显提高双轴倾角传感器的标定精度.