基于FPGA和DSP的激光陀螺信号处理电路设计

研究机械抖动激光陀螺的信号读出系统,设计激光陀螺的信号处理电路。光电转换后的微弱电流信号经过前置放大电路转化为电压方波信号,在FPGA中进行鉴相解调以及可逆计数,最后由DSP实现机抖偏频解噪和低通数字滤波。与激光陀螺联合测试并将结果输出至上位机,结果表明设计的电路实现了对激光陀螺输出信号的有效采集,满足激光陀螺功能测试的需要。     

一种新型激光陀螺的检测方法

本文通过对新型四频差动激光陀螺输出信号的分析，给出了一种适应新型四频差动激光陀螺输出信号的检测方法。通过APD和高频低噪声前置放大器实现光电接收，通过集中选频放大电路进行滤波和放大，然后采用模拟乘法器实现自乘检波，并根据该方法设计了实际的检测电路。采用直管四频激光器的背向输出来模拟新型四频差动激光陀螺的输出，对电路进行了实际测试。通过测试，验证了检测电路方法的可行性。     

基于环形激光陀螺调制输出的寻北系统

利用环形激光陀螺对角速度输入量具有较高灵敏度的特点,提出了一种新型的激光陀螺寻北系统,将一环形激光陀螺垂直安3 水平的恒速转台上,使输入轴与台面平行,通过测量地球自转角速度的向向分量,实现寻北过程,通过与其对称放的加速度计可以测量出由于轴系安装和系统调平引起的台面倾斜误差,从而对激光陀螺的数据出量进行补偿,同时采用单周期多位置采集技术和多周期重复测量的方法,有效地抑制了激光陀螺的测量噪声,最大限度地减少了随机误差和系统误差的影响,提出了系统的寻北精度,适合多种领域的需要。     

拟合激光陀螺数学模型的方法研究…

在分析激光陀螺的数学模型和三欠样条函数拟合原理的基础上,针对俄罗斯某型低精度激光陀螺实际输入－输出特性曲线的数据,应用三次样条合方法进行分析处理,推导出了适用于非线性工作范围误差补偿且实际陀螺特性的数学模型。本文所提方法可用于工作区线性化较差,工作精度低的激光陀螺的精度补偿。     

陀螺加速度表在高精度三轴转台上的测试方法研究

本文提出了在三轴转台上标定陀螺加速度表的新方法,分离了加速度表外环轴的摩擦力矩及交叉加速度引起的交变力矩对加速度表精度的影响,通过新的加速度表输入轴不对准试验方法,减小了加速度表失调角,提高了加速度表标定精度。     

维持低气压下弧光自持放电的稳流电源

离子火箭的阴极一触持极间形成的低气压下弧光自持放电.伏安特性曲线是负阻曲线.若用稳压电源作触持极电源.有烧坏电源和阴极的危险:如采用稳流电源.则具有自挖作用.能维持弧光自持放电。文章详细介绍了触持极稳流电源的电路原理。对稳流型触持极电源进行了实验.一次电源在±20%范围内波动.电源输出稳定度优于1%。效率达80%.根据阴极性能、气体的种类、密度等情况的变化.选职稳流电源的稳流点.即弧光自持放电的工作点.调整稳流点.只需调整采样电阻.工作可靠.     

激光陀螺数字式稳频方法的研究

提出了一套激光陀螺数字式稳频方案，在理论分析的基础上，设计并制作出数字式稳频硬件电路，同时编写了相应的稳频控制程序。实验结果表明：激光陀螺数字式稳频方法是可行的，且优于传统的模拟式稳频。     

机抖激光陀螺稳频控制技术

激光陀螺的工作中心频率作为激光陀螺的工作计量基准,其频率的稳定性对激光陀螺的测量精度有着直接的影响．稳定激光陀螺工作中心频率最为有效的方法就是采用主动腔长补偿控制．在对腔长控制原理和方法介绍的基础上,提出了将激光陀螺输出光强信号进行交直流分量分离独立控制的方法,并给出了系统的硬件设计框图,最后介绍了软件设计流程．测试结果表明漂移均方差在0．4°·h-1以内,满足系统的使用要求．     

基于视觉的环形激光陀螺自动调腔系统

针对激光陀螺调腔,设计了一种基于视觉的自动调腔系统.采用基于统计的图像分析方法,对激光陀螺光学谐振腔中的光阑和光束进行定位.根据几何光学,分析了谐振腔中反射镜位置失调与光束偏移之间的关系,并设计了基于图像的闭环位置控制律,对反射镜的位置进行调整.实验表明,该系统能够完成对光阑和光束的自动识别,能够较好地实现激光陀螺的调腔.     

一种反磁控冷阴极真空规的脉冲操作模式

冷阴极真空规应用时有较大的抽气作用,而且放电产生的热量和离子溅射对电极表面的污损也使其正常操作受到一定影响。为此,本文设计了一种智能脉冲高压电路,对一种反磁控冷阴极真空规(IMG)的脉冲放电测量模式、恒流放电测量模式及不同压强下的伏安特性等问题进行了实验研究。指出将低压强下的直流放电模式和较高压强时的脉冲放电模式结合起来是反磁控冷阴极真空规的一种较为合理的应用方法。     

A New Simple Wide-Band Current-Measuring Device

The current conveyor?a new circuit building block recently introduced?is applied to the design of a simple current-measuring probe. The monopolar version of this probe features high stability and accuracy (0.5 percent of nominal reading). A dc to 100-MHz frequency band is obtained from the bipolar version. Both versions minimize the disturbance to the measured circuit by presenting a very low impedance at the current-measuring terminals. The output voltage of the probe is directly proportional to the measured current with the transimpedance being chosen almost at will. The design makes use of a dual transistor and a commercially available integrated circuit.     

A simple built-in current sensor for current monitoring inmixed-signal circuits

Quiescent current monitoring is an interesting and efficient technique for mixed-signal testing where fault detection of analog parts requires the precise measure of the I_ddq. This paper presents a very simple current sensor for on-chip current monitoring giving a precise analog output proportional to the quiescent current. Simulations show feasibility of the sensor to operate at high frequencies. This circuit may also operate at low supply voltage (±1.5 V), and due to its simplicity, the silicon area overhead is very small     

A bootstrap voltage reference based upon an N-type negativeresistance device

A circuit that develops a reference voltage based upon the stability of the current of an N-type negative-resistance device (NNRD) in the neighborhood of the current peak is described. The NNRD is self-driven in a bootstrap configuration utilizing a single operational amplifier, with the bias circuit acting as a stiff voltage source having a negative Thevenin equivalent DC resistance. The analysis is specialized to the case of a particular NNRD, a p-n junction tunnel diode (TD), and a series of matching networks coupling the TD to the remainder of the bootstrap circuit are analyzed to demonstrate that a properly matched TD, biased by this bootstrap circuit, can be made stable against oscillation. The regulation of bias fluctuations, noise performance, temperature stability, and immunity to neutron damage are reviewed. Comparison is made to avalanche-diode-based bootstrap references. NNRD-based voltage references may have an impact in circuits and material systems where fabrication of high-quality Zener devices is not possible     

Discharge dynamics and characteristics of atmospheric glow discharge excited by sub-microsecond high voltage pulses

A study of sub-microsecond high voltage pulse excited glow discharges in atmospheric helium is carried out here. The discharge is generated between the powered copper electrode and ground electrode covered with a ceramic sheet. The electrical and optical characteristics of two discharge events in each voltage pulse in terms of discharge current amplitude, current pulse duration, time instant at current peak and accumulated charge in discharge are investigated on voltage pulse duration and pulse voltage magnitude. The time-resolved imaging with 5 ns exposure time is used to demonstration the spatio-temporal evolution of discharge. It is found that the first discharge depends markedly on pulse voltage magnitude and space charge accumulation on ceramic sheet surface plays an important role on ignition of second discharge.     

基于霍尔效应的印刷机能耗检测方法研究

目的采用霍尔元件法搭建印刷机群能耗数字化检测平台。方法通过建立印刷机能耗指标模型框架体系,形成以总耗电量指标、均值类指标、耗电比例类指标等为主的印刷机耗电评价标准,完善能耗评价准则。采用灵敏度高、稳定性好的霍尔元件作为能耗检测元件,并分析霍尔效应、磁平衡式电流和电压霍尔传感器的检测电路。采用伏安法功率测量方式分别检测各负载电路的电流与电压,通过A/D转换模块实现检测数据数字化,并通过硬件控制核心对采集的数字信号进行运算、输出和显示,采用CAN总线实现硬件控制系统与上位机之间数字信息交互。结果搭建了印刷机群能耗数字化检测系统平台,实现了外围设备与上位机间的数据交互,实现了印刷机群以数据为核心,通过能耗检测、能效分析、能源成本控制以及能源指标优化,提高了能源利用效率。结论能耗检测的实现既能减少冗余电量损耗,又有利于监测电路稳定性,利用霍尔元件法实现印刷机群能耗检测的方法是可行的。     

一种线性保护输入的恒压LED驱动电源设计

采用对母线电压进行反馈调节的恒压控制方式,设计研究了一种新型高压(260AC)线性保护输入LED驱动电路.利用LD7591GS芯片控制的脉冲宽度调制(PWM)电路和外围光耦电压反馈电路以及LNK564芯片控制的线性隔离变换电路,通过对驱动电路拓扑结构进行研究设计,并对变压器参数进行优化,实现了电压反馈的线性保护输入LED驱动电源设计.实验结果表明,采用外围电压反馈方式电路和线性隔离保护电路调整的LED驱动电源电路具有较好的安全稳定特性和低纹波PWM输出波形,并具有高转化效率,良好的抗电磁干扰性能和稳定的恒压功能.     

一种高稳定度纯净正弦波功率信号源的研制

针对传统信号源输出电压较低,负载能力弱且无法闭环稳压、稳频的缺点,研制了一种输出电压有效值为40V,负载电流为1A的高稳定度纯净正弦波功率信号源,以适应陀螺测试等系统的需求．本文对该功率信号源系统结构和电路原理进行了详细的分析．样机实验结果表明：该信号源具有功率大、稳定度高,准确度高和低谐波含量的优点,具有良好的应用前景．     

4πγ电离室活度标准装置测量系统的建立及性能测试

基于汤姆逊平衡法原理建立了4πγ电离室活度标准装置的测量系统,该系统由高压电源、电压测量及补偿电路、测控软件组成。利用汤姆逊平衡法原理测量微弱电流,可以有效减小系统的漏流,减小本底电流对测量结果的影响,经测试该系统的本底电流小于3×10^-14A。通过对测量系统的重复性、稳定性、线性和角响应等性能测试,结果表明,该测量系统能够满足4πγ电离室活度标准装置的要求。     

Determination of metastable atom concentration by use of electrostatic probe technique

A method for determination of the metastable atom concentration in high pressure (>100 Torr) high density (> 10¹²cm²³); helium plasma from current–voltage characteristics of a single electrostatic probe is described. It is shown, that the flux of metastable atoms to the probe is controlled by ion sheath thickness and consequently by probe bias. The method for calculation of metastables concentration from the negative part of the current–voltage probe characteristics is proposed. The metastables concentrations measured in pulsed microwave discharge are in agreement with values calculated from the metastable balance equation.