边缘贴装连接器过渡结构带宽改进设计

随着信号传输速率的不断提高,THRU-校准板必须能够在高频线路中保证良好的传输特性。然而,连接器与校准板的过渡结构中总是存在不连续性,这种不连续性严重制约THRU-校准板的测试带宽。针对该问题,对边缘贴装连接器过渡结构进行研究,分析过渡结构中返回电流路径不连续的原因,提出过渡结构底层添加焊料改善过渡结构不连续性的方法。在此基础上,为了进一步改善过渡结构中返回路径的不连续性,提出减小通孔壁间距来提升测试带宽的方法。最后对两种方法进行仿真分析和实验验证,结果显示,经过两种方法处理之后,极大地提升了THRU-校准板的传输性能,使其测试带宽提升至40GHz。     

新型等效斜楔设计

针对现有的静态斜楔干涉具无法实现零光程差,并且对被测光的空间相干性要求较高,进而影响光谱反演的准确性和复杂性问题,提出了一种新型等效斜楔干涉具,该等效斜楔由两种折射率不同的材料构成,两个反射面完全垂直,干涉的两束光是由同一束光分开而得,因此对光的空间相干性无太高要求,并且可以实现零光程差。理论推导了该斜楔不同位置的光程差公式和光谱反演公式,并且设计了该等效斜楔,其最大光程差可达168.3 m,对光谱测量过程进行了仿真分析,结合最大光程差和所测光谱波段分析了线阵CCD的像元数要求。采用532 nm单纵模激光器和632.8 nm氦氖激光器进行了实验分析,实验结果得到中心波长误差小于0.2%。     

声光可调谐滤波器驱动系统设计

声光可调谐滤波器(AOTF)作为一种新型分光元件,其功能的实现可通过对驱动电压的调节来控制衍射光光强,特别是对于非共线型AOTF,通过控制超声波频率能获得更高的衍射效率。该文介绍了基于单片机(SCM)和直接数字频率合成器(DDS)的AOTF的驱动系统设计,该系统主要由信号源模块、功率放大模块及上位机模块3部分组成。单片机用来实现上、下位机的通信及对DDS的控制功能,通过调整频率控制字使DDS输出不同频率的正弦信号;功放模块通过三级级联方式,无需进行阻抗匹配设计,且频带范围宽,接近3个倍频程。该系统可实现单频和扫频两种工作方式,驱动频率为30~200 MHz,驱动功率可达33dBm,结构简单,稳定性好。     

基于静态固体斜楔干涉的红外探测技术

针对现有傅里叶变换红外光谱遥测技术响应速度慢、灵敏度低、抗震性差等缺点,提出一种基于静态固体斜楔干涉具为核心的傅里叶变换红外光谱遥测技术。选用UL04371-042型非制冷红外焦平面阵列探测器(UIRFPA)作为干涉信号探测的核心部件。在分析静态固体斜楔干涉具基础理论及探测器性能的基础上设计了驱动电路,FPGA作为时序控制的主体,在Xilinx ISE 12.4的开发环境中,利用Verilog硬件描述语言编程,对探测器的工作时序进行了设计输入和仿真验证。使得干涉信号通过高速AD采集,FPGA外扩的SRAM缓存,最后通过USB传送到上位机LABVIEW进行数据处理及成像。通过仿真和实验验证其可行性,实现了红外波段的静态固体斜楔干涉信号光谱成像,为进一步研究干涉型成像光谱仪成像技术提供前期准备。     

基于锁相技术的感应电流检测方法研究

针对电引爆装置在复杂电磁辐射环境中会通过电磁耦合产生感应电流,导致电引爆装置失火的问题,提出了一种基于锁相技术的非接触式感应电流检测方法。采用基于隧道磁阻效应的电流探头,根据电磁感应原理,结合锁相技术对隧道磁阻探头的输出信号进行分析,从而对感应电流进行实时监测,避免失火;得出基于锁相技术的非接触式感应电流检测方法相比于传统的红外比色测温法,具有更快的响应速度和更高的测量精度的结论。搭建了强电磁环境对电引爆装置的工作环境进行模拟,采用非接触式电流探头进行实验检测,实现对感应电流的监控、检测,达到预警效果,实验结果表明所述方法的电流检测精度±0.1 mA范围内波动,满足电引爆装置发火电流的检测要求,为复杂电磁环境下电引爆装置的感应电流监测提供了有效的解决方案。     

弹光调制高速大容量存储系统

为有效解决弹光调制(photoelastic modulation)傅里叶变换光谱仪数据采集速度高、存储容量大的问题,提出了一种基于FPGA和SDRAM相结合的高速数据存储方案.该方案在分析SDRAM的工作时序和系统各功能模块的基础上,在Xilinx ISE 12.4的开发环境中,利用Verilog硬件描述语言编程,对数据的高速存储进行了设计输入和仿真验证,实现了SDRAM的突发全页传输模式,读写速度达到了100MHz,存储容量为64M,通过设计存储控制板实现了硬件测试,验证了该设计的可行性和准确性,实现了弹光调制傅里叶变换光谱仪高速大容量数据存储.     

可实现零光程差的红外静态斜楔干涉具研究

针对现有的静态斜楔干涉具无法实现零光程差, 进而影响光谱反演的准确性和复杂性。文中提出一种可以实现零光程差的斜楔干涉具, 通过对传统斜楔倾斜面的改进, 使其可以实现被测光包含零光程差的干涉信号, 理论推导了该斜楔不同位置的光程差公式, 并推导得出对应的光谱反演公式;采用硒化锌(ZnSe)材料设计了该斜楔, 对其干涉信号、光程差和光谱反演进行了仿真研究, 并采用10.64 m激光器对其进行实验分析, 实验结果显示该斜楔干涉信号清晰, 光程差可以实现1 450 m, 反演光谱的误差为0.1%。     

基于SOPC的弹光调制干涉信号高速数据采集

针对弹光调制干涉信号频率高的特点及实时处理的要求,设计一种基于SOPC(System on a Programmable Chip)技术的可脱离PC环境的弹光调制干涉信号高速数据采集平台。采用硬件设计和软件编程测试控制系统各部分IP核的方法,实现对弹光调制干涉信号的高速实时采集,将采集到的数据以DMA传输方式存储到两片DDR3 SDRAM。在FPGA控制下,软核处理器（Micro Blaze）将采集到的干涉信号进行实时处理。对卤钨灯光源经调制后的干涉信号进行实时采集和处理验证实验,其中系统各部分IP核的控制逻辑可以根据实际需求进行调整,满足实验实时处理的要求;实验结果表明,该系统可以对最大光程差为69.608μm的干涉信号进行实时采集与存储,采集的信号波形与实际弹光特性相一致。     

阵列探测器在成像光谱偏振探测技术中的应用

为了在成像光谱偏振仪中应用近红外焦平面阵列探测器,得到高质量图像信息,结合新型弹光调制型成像光谱偏振探测技术(PEM-ISP),提出了一种基于近红外焦平面阵列探测器的成像光谱偏振探测技术。系统采用FPA-640512 InGaAs焦平面阵列探测器作为光学探测接收元件,采用高速现场可编程门阵列(FPGA)作为信号处理单元,做到对光学信号的快速采集与并行处理,满足高速、实时的信号传输与处理技术等要求。将经高速A/D采集得到的数据存储到FPGA外扩的静态随机存储器中,以保证数据的完整性。数据最终通过通用串行总线传至上位机,上位机通过LabVIEW实现图像还原。结果表明,该系统可以应用于PEM-ISP中,实现对测量信号的精确探测与采集,并得到完整的图像信息。     

射频MEMS开关寿命测试系统的设计与实现

针对射频MEMS开关寿命测试成本昂贵，测试连线复杂，且随着射频MEMS开关的尺寸不断缩小，传统测试效率低、测试任务只能在实验室进行等问题，本文设计并实现了一种小型且集成化的射频MEMS开关测试系统，组建了具备信号发生、波形实时监测、寿命计算、数据记录和测试报告打印等功能的射频MEMS开关测试系统，并用该系统对某款射频MEMS开关进行了初步测试评价。结果表明该系统较好的完成了射频MEMS开关的开关电压、开关时间和冷、热寿命的测试，能够满足射频MEMS开关的测试要求，证明了该测试系统的实用性和测试工作的准确性。