干涉仪宽带实时校准方法研究

针对伪码连续波多基线干涉仪测角雷达系统中,天线阵接收通道相位时变延迟不一致性的问题,研究多通道相位宽带实时校准的解决方法。提出了一种通过增加干涉仪校准通道有源校准方法,设计与测量信号正交的宽带扩频信号作为校准信号,通过天线端耦合进入接收通道,利用伪码跟踪环与载波相位跟踪环对接收进来的校准信号进行实时跟踪,实时提取各个通道的相位跟踪结果对干涉仪接收通道的时变延迟误差进行校准。计算机仿真结果表明：适应接收通道固定和时变的相位延迟,在接收通道测量信号功率不大于校准信号功率10 dB情况下均获得了较好的结果。     

基于ALTPLL的水声测量用相位计设计

以ALTERA公司的FPGA为核心,设计了一种水声测量用高精度的相位计。相位差的测量基于过零鉴相法,即利用过零比较器将2路同频正弦信号整成脉冲信号,然后通过测量两路脉冲信号的周期和上升沿之间的时间差来测量相位差。本文特色在于2路脉冲信号上升沿之间的时间差测量利用了ALTERA公司FPGA中集成的锁相环模块ALTPLL,该模块可以输出多路具有固定相位偏移的系统时钟信号,时间差测量时实际使用的时基信号为其中上升沿最接近待测信号上升沿和下降沿的2路系统时钟信号,从而降低了计数法测量时间间隔的±1误差。实验结果表明利用该方法可以将水声测量领域的相位差测量不确定度降低到0.1度。     

基于编码信号时间内插的高精度时间间隔测量方法

受测量方法和器件性能的制约,对单次测量精度达到亚皮秒(1 ps)量级的事件计时技术的研究是一个亟待解决的难题。提出了一种新的高精度时间间隔测量方法,利用声表面波编码器件作为时间内插器,将时间内插法和编码信号自相关函数的高信噪比特性相结合,并利用一种完全有别于传统的时域互相关对时延进行测量的算法,从而可以大幅提高时间间隔测量的精度。实验结果表明,当时间内插信号采用带宽40 MHz、时宽5μs、中心频率150 MHz的线性调频信号时,可以获得0.48 ps测量精度。该方法是一种可靠、稳定、实用的高精度时间间隔测量方法,单次测量精度能够达到亚皮秒量级。     

射频频率捷变信号发生器的设计方案及关键技术讨论

本文介绍了一种射频频率捷变信号发生器的设计方案和工作原理,讨论了模拟相位内插(API)、延时鉴频器、锁频环、单环频率合成和频率快速跳变等关键技术.这对于高纯频率捷变合成信号源和军用数字通信设备中频率合成器的设计具有重要意义.本文提出了高精度实用化的API模型,包括实际运用中的模型细节和实现方法,实现了具有延时鉴频技术的单环500MHz～1000MHz频率合成器的设计.采用本文研究的API内插模型,小数分频的尾数调制寄生谱可以抑制到相位内插信号准确地匹配相位误差的程度.通过精密DAC的运用和精心设计相位检波器和取样器线路,尾数调制达到约75～80dB的抑制.采用延时线鉴频技术可以在500MHz～1000MHz单环频率合成器中获得15～20dB的相噪改善.设计结果满足移动通信系统、频率捷变,电子对抗和相噪等领域的测试需求.     

旋转导向钻井工具中的压力采集系统设计

根据旋转导向钻井工具开发的需要,设计了一种适用于高温度环境的高精度压力采集系统,介绍了系统硬件电路设计及温度补偿算法原理.硬件设计中传感器信号放大调理电路、模数转换电路使用高精度、低温漂器件降低温度影响.系统通过实验标定方式得到压力传感器补偿参数,采用线性插值方法对压力传感器输出进行全范围温度补偿,得到实际压力值.实验结果表明,该压力采集系统能有效地降低温度对压力测量的影响,压力测量的精度可以达到满量程0.1％,满足实际应用要求.     

一种基于FPGA的正弦波相位检测方法的仿真研究

针对相控聚焦超声系统中的相位监控问题,提出一种基于FPGA的正弦波相位差检测方法,并采用OrCAD16.2 Pspice模块和ISE9.1i对由比较器芯片LM319构建的信号预处理电路和基于可编程逻辑器件XC2S200实现的倍频电路及鉴相电路分别进行分析与仿真研究。仿真结果表明,该鉴相电路可对2MHz频率以内的正弦波信号实现理想情况下1.125°的相位检测精度,并且可测得信号间的相位超前、滞后关系,能够满足相控聚焦超声系统的相位监测要求。     

雪崩光电二极管在相位式激光测距仪中的应用

雪崩光电二极管作为光敏接收器件,特别适合用于微弱信号的接收检测,它在相位式激光测距系统中用来接收经过漫反射后微弱的激光信号.针对雪崩二极管反向偏压电路中高纹波的问题,本文设计和分析了一种高效的低纹波偏压电路,实验结果表明,该方法有效抑制了纹波电压.针对雪崩二极管温度漂移的问题,本文设计和分析一种新型的温度补偿电路,使雪崩二极管达到了最佳雪崩增益.针对雪崩二极管噪声问题,分析了主要噪声源,设计了一个低噪声的前置放大电路,实验结果表明,该电路有效地提高了信噪比.综合实验结果表明,这些电路设计对于提高相位式激光测距仪的测量精度是有效的.     

利用FPGA实现GPS失步下精确守时

选用M 12 Timing Oncore Receiver GPS模块、Cyclone Ⅱ系列EP2C8现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、10MHz高精度恒温晶振等设计硬件电路,实现GPS时钟在失步情况下精确对时。由GPS模块接收GPS卫星授时信号,输出秒脉冲和GPS时标至FPGA,同时恒温晶振10MHz脉冲信号输至FPGA,经FPGA处理后的秒脉冲信号和GPS时标信息通过驱动电路并行送到串口或光纤模块。软件分成秒脉冲上升沿判别、10MHz晶振脉冲计数、GPS失步情况下秒脉冲生成、GPS时标接收/发送4个功能模块,用VHDL语言对各软件模块进行功能开发,并给出了程序清单。仿真和试验结果表明,该方法可保证GPS时钟在失步12h内秒脉冲误差小于50μs。     

基于AD8302的X波段瞬时频率测量系统设计

介绍了几种瞬时频率测量技术,为了测量某系统接收到的瞬时信号频率,给出了基于相位检测芯片AD8302配合低噪声放大器、混频器、单片机等设计制作的X波段瞬时频率测量系统.依照方案设计了实物,并对系统整体性能进行了测试,测试结果表明,该系统可以有效的测量X波段信号的频率,测频精度优于10 MHz.     

基于GPS实现电力系统高精度同步时钟

根据全球定位系统(global positioning system,GPS)秒时钟的随机误差和高精度晶振的累计误差互补的特点,利用数字锁相原理,通过测量GPS秒时钟与晶振秒时钟间的相位差来控制晶振秒时钟的分频系数,实时消除晶振秒时钟的累计误差,从而产生高精度秒时钟,并利用复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,CPLD)设计了高精度同步时钟系统。GPS信号接收正常时,CPLD根据数字锁相原理产生高精度同步时钟;GPS信号接收不正常时,CPU调取存储的分频系数控制CPLD产生高精度时钟。仿真分析和实验结果表明该时钟系统具有很高的时间准确度和稳定性。     

基于ADF4002的低相噪取样本振设计

本文设计并实现了一种微波锁相环中取样器的本振电路,取样本振以频率合成芯片ADF4002为鉴相器,反馈通道采用内插混频器的结构,避免了单环通过简单倍频产生的相位噪声恶化。详细阐述了取样本振电路的实现方案和工作原理,并使用仿真软件对环路滤波器进行设计。通过实验测试,输出频率为214．815MHz时锁相环的相位噪声为：-137dBc／Hz@10kHz、-140dBc／Hz@100kHz,最大输出频率间隔1MHz,满足了取样本振的低相位噪声和高频率分辨率的要求。     

利用小波包变换实现噪声环境下特征信号的提取

电力系统暂态或故障时 ,电压电流信号包含了故障的信息 ,文中称包含了故障或暂态信息的电压和电流信号为特征信号 ,利用特征信号可以进行系统分析和故障检测 ,但是特征信号往往被淹没在大量的噪声信号中 ,这样给电力系统分析和检测带来困难。文中分析了电力系统中几种常见的噪声和特征信号的时频特性 ,简单介绍了小波包变换的理论和特点 ,分析了利用小波包变换来消除噪声 ,提取特征信号的理论 ,并通过实例验证了小波包良好的抗噪能力 ,为实现噪声环境下特征信号的提取提供了良好的分析方法 ,为电力系统分析和故障检测提供了良好的工具。     

EHV输电线路单端量电流暂态保护探讨

介绍基于多分辨分析的Mallat快速小波分解算法。讨论了EHV输电线路故障电弧及产生的暂态电流的特点和单端量电流暂态保护基本原理，利用小波分析的去噪和时频局部化特性，建立了基于多分辨分析的单端量电流暂态保护启动判居和跳闸判据。借助EMTDC仿真分析软件，研究一实际电网EHV输电线路故障电弧特点，探讨了单端量电流暂态保护机理的可行性。     

基于双曲S变换的电能质量信号降噪新方法

为了更好地分析、检测电力系统中电能的质量,首先要降低电能质量信号中的噪声.利用S变换具有优秀时频呈现能力和时频分辨率的特点,采用双曲窗函数,把电能质量有用信号以及噪声信号变换到相空间,将带噪声的信号分解到时间域和频率域,在给定的一个时间段内对信号的频率进行压制,给定权值为0～1,对边界进行插值平滑处理.然后通过S反变换...     

一种基于DDS＋PLL结构的频率合成器的设计

讨论了一种输出频带宽、跳频速度快、相位噪声低、频率分辨率高的频率合成器的设计方法。该设计采用DDS＋PLL结构,在对单片机的输出信号进行电平转换后采用并行数据控制方式对DDS芯片进行置数,并通过仿真软件设计了环路滤波器和DDS后级低通滤波器,改善了输出信号的相位噪声和杂散性能。基于该方法研制实现了输出频率范围为700～1200MHz的宽带频率合成器,实验结果表明该频率合成器输出功率大于＋4dBm,环路锁定时间为14μs,输出信号相位噪声优于-94dBc/Hz@1kHz,近端杂散抑制度大于-59dBc。     

数字滤波器在位标器章动频率测试系统中的运用

通过对位标器章动频率测试的混合信号进行频谱分析,针对频谱渐变的章动信号中的过强干扰信号的问题分别用陷波滤波法和窗函数法设计数字滤波器,比较2种滤波器信号处理后的通带纹波,阻带衰减与过渡频带等滤波器参数。本文首先对章动测试信号滤波器进行仿真,最后在工控机上实现。实验结果表明,FIR滤波器具有参数易于调整,稳定性好等优点,相对于IIR陷波滤波器避免了低频噪声滤除不全,影响最终测量结果精度的缺点,滤波性能更优,很好地实现了信号的实时滤波。     

基于地面发射机的方位多通道SAR系统通道幅相误差估计方法

方位多通道SAR系统能够克服最小天线面积的限制,从而满足了高分辨率和宽测绘带的性能要求,是星载SAR研究的热点。对于方位多通道SAR系统,通道间的幅相误差对系统成像性能有很大影响,必须对其进行标定。针对幅相误差具有空变性和估计精度易受噪声影响的特点,利用子空间投影算法,提出了一种基于地面发射机的定标方法,通过合理的地面发射机布设策略,解决幅相误差空变特性估计的问题,通过地面发射机容易实现高信噪比的特点,抑制噪声对估计精度的影响。最后通过仿真实验,对提出方法的有效性和精度进行了仿真验证,实验表明,该方法可以通过布设少量地面接收机即可解决幅相误差估计中空变特性和噪声影响的问题,同时还降低了算法的运算量,在仿真中达到了良好的估计精度,实现了成像的校正。     

一种基于DDS的快速跳频信号源系统设计

DDS是一种先进的直接数字式频率综合技术,具有精度高、变频速度快、控制灵活、实现方便等特点,在频率合成领域,它已经逐渐取代了传统的模拟式频率综合.本文介绍了一种基于DDS芯片AD9858的低杂散、低相噪、快速跳频的信号源设计方案,根据AD9858的主要特点和内部构造,详细研究了利用单片机与AD9858构成快速跳频源的技术方案.同时从整个单元的系统结构和功能模块方面介绍了该跳频源的具体实现方法,给出了单片机与AD9858之间的硬件接口图,并简单描述了系统的软件控制流程.通过实验验证了该设计方案的可行性.     

1 kHz步进低噪声YIG调谐微波频率综合器

低噪声微波频率综合器在现代电子系统和高性能测试系统中起着非常重要的作用,其实现方式通常以压控振荡器(VCO)和YIG调谐振荡器锁相频率合成为主。基于4~9 GHz YIG调谐振荡器,通过VCO合成小步进可变参考,使锁相环路在不降低鉴相频率的前提下,设计了完成高分辨率、低杂散的宽带低噪声YIG频率综合器。技术验证样品测试结果表明,在4~9 GHz工作带宽内频率步进为1 k Hz,相位噪声优于-95d Bc@10 k Hz,-115 d Bc@100 k Hz,其软硬件设计支持连续扫频和合成扫频功能,工作性能稳定可靠,可满足工程中本振和信号源应用需求。     

一种DDS／PLL混合型高分辨率频率合成器

本文利用直接数字频率合成器频率分辨率和相位噪声低而锁相环锁率合成器输出频率高和对鉴相输入呈现窄带特性的优点,用ＳＴＥＬ－１１７５ＤＤＳ芯片设计了一个高分辨率正弦信号产生器,并以此推动锁相环进行倍频。通过这种ＤＤＳ／ＰＬＬ混合型频率合成器,得到了中心频率为３８ＭＨｚ的高分辨率正弦信号。本文给出了电路设计过程及测试结果。