无线电罗盘信号模拟器抗干扰电路设计

无线电罗盘信号模拟器用于模拟产生无线电罗盘天线系统输出的含有电台相对方位角度信息的导航信号,是对无线电罗盘进行性能测试和故障检修的必备仪器。文章在对某型无线电罗盘信号模拟器电路中所受干扰进行分析的基础上,给出了抗干扰电路的设计方案,有效解决了无线电罗盘信号模拟器的干扰问题。     

无线电罗盘信号模拟器的设计与实现

无线电罗盘信号模拟器是用于无线电罗盘测试和检修的必备仪器。文章通过对无线电罗盘天线系统结构和信号进行分析,设计了一种基于"单片机+步进电机+测角器+环匹配器"机电一体化结构的,具有手控/程控功能的通用型、高精度、全方位无线电罗盘信号模拟器。     

一种机载无线电罗盘模拟器的设计与实现

根据飞机无线电罗盘维护教学需要,提出无线电罗盘模拟器设计方案,利用单片机控制Si473x嵌入式收音机模块接收导航台信号,利用电子磁罗盘产生航向角信号,实现导航台信号的收听和航向角的模拟指示,为航空机载设备教学提供了较好的方法和途径。     

一种无线电高度表模拟器的设计

根据无线电高度表维护教学需要,提出无线电高度表模拟器设计方案。根据超声波发射信号及接收信号,自动测量收发天线与地面的距离,并实时显示高度数值及给出危险高度报警。系统主要由超声波收发模块、显示告警模块及单片机测控模块组成。该系统达到了较高的控制精度,硬件电路简单,工作可靠,有良好的测量精度和灵敏度。     

基于BMC156的矿用测斜仪测量单元设计

设计了一种基于六轴电子罗盘的矿用测斜仪测量单元,论述了测斜仪的测量原理并对测量单元的整体结构进行了设计。重点论述了基于BMC156电子罗盘的硬件电路和软件系统的设计方案,同时分析了钻孔轨迹测量过程中的误差分类及来源,分别论述了磁方位角误差与倾角和方位角误差的模型及其补偿和标定方法。通过标定试验,证明测量单元具有体积小、精度高、电路简单的特点,为后续钻孔测量类设备的研究与开发提供了有力支撑。     

基于载体姿态测量的双轴卫星天线初始对准算法

天线初始对准技术是移动卫星通讯系统的关键技术之一，往数字罗盘测得载体姿态的基础上，推导出了天线实际转过的方位角和仰角，从而确定了一种实用的天线初始对准算法。     

内场试验多通道静态信号模拟器设计

设计了一种87通道的多类型静态信号模拟器，信号类型包括模拟噪声、振动参量的大信号和模拟温度参量的热点偶小信号以及模拟应变参量的电阻性信号。设计中采用增加驱动能力、同类信号分奇偶通道并联输出的方式，解决了通道多、电路复杂的问题，满足了实验设备的内场测试要求，本设计可以为其他多信道信号模拟器研制提供参考。     

准正交空时组码系统的天线选择准则研究

论文利用准正交空时码(QSTBC)系统的等效信道矩阵的准正交性和格拉姆矩阵的稀疏性,提出了一种简单分离QST-BC系统接收信号的方法;应用协方差阵求解分离信号噪声项的平均功率(自方差),对4天线的Jafarkhan i码和TBH码的QST-BC码阵系统,分别推导出QSTBC-M IMO瞬时输出信噪比最新表达式。该法也可推广到任意4和8发射天线码的QSTBC系统和不等振幅复星座调制信号中。文中利用此瞬时输出信噪比作为系统发射天线子集的选择准则和收发两端天线子集选择的依据。大量仿真结果表明:无论采用何种QSTBC码型,准正交系统性能都将得到相当的改善;采用此最优选择准则所选择的天线组,其性能较之于选择信道增益系数最大和基于迫零准则要好很多。     

基于数模混合控制的快速光伏模拟器

针对目前光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)算法扰动频率越来越高的问题,设计了一种基于数模混合控制的快速光伏模拟器。模拟器的数字部分采用数字信号处理器(DSP)实现,所提出的算法首先使用四段折线法拟合光伏电池的伏安特性曲线,线性化的拟合结果可简化运算过程;接着采样输出电压、电流,计算出了负载阻抗;最后利用负载阻抗定位法,只用一个运算周期确定光伏模拟器的静态工作点。模拟部分主功率电路为同步BUCK,控制算法采用峰值电流控制以提高电路的响应速度,且其输出电压和电流可跟踪数字部分输出的具有光伏特性的参考值。建立模型分析模拟器的响应时间为0.22 ms,满足光伏变流器的MPPT算法要求。仿真和实验结果表明,理论分析准确,所设计的光伏模拟器具有实用性。     

大动态范围闪烁晶体荧光模拟器的设计

针对暗物质粒子探测卫星(DMPES)锗酸铋(BGO)量能器探测单元的标定需要,设计了一种用发光二极管(LED)作为光源的闪烁晶体荧光模拟器。首先,利用光电倍增管(PMT)测量BGO晶体在宇宙线辐射下的荧光脉冲,对脉冲波形建模拟合,并将波形存储到可编程信号发生器中。然后,选择一种峰值波长与BGO晶体的荧光发射波长相近,且其光通量与工作电流的线性度较好的LED,设计LED驱动电路,令LED的工作电流与模拟器输入的模拟电压信号幅度成正比。最后,利用信号发生器输出模拟的BGO晶体荧光脉冲波形至驱动电路,使LED发光,并利用积分球将LED的荧光通过光纤均匀地输出到多个PMT。实验结果表明:模拟器光脉冲测试结果与对BGO晶体实际测试的结果相似,光强覆盖PMT的2,5,8个打拿极(Dynode)输出,动态范围达4.11×103倍,满足暗物质粒子探测卫星BGO量能器地面检测系统的需求。该荧光模拟器也可用于同类闪烁晶体探测器系统的检测和标定。     

基于MSP430的微弱信号检测装置的设计

系统以MSP430为主控制芯片,实施对微弱信号输出的AD采样,并借助1602液晶将结果显示以提高人性化的操作。对于微弱信号及噪声源的处理,主要是使用反相求和比例运算器、Ⅱ型纯电阻衰减网络、射极跟随器、选频放大网络及精密整流路来组成信号检测电路,从而将稳定的直流信号输出给MSP430主控芯片。当输入正弦波信号VS的频率在100Hz-10kHz范围内、幅度峰峰值在20mV-200mV范围内时,以上模块可检测并显示正弦波信号的幅度值,且误差不超过5%。     

基于DIO模块和SA4828的三相交流信号源的实现

针对常用三相交流电产生电路的不足,设计了一种频率和幅度可调的三相交流信号源。该信号源采用MITEL公司生产的SA4828作为三相正弦脉宽调制(SPWM)信号发生器,连接研华公司生产的DIO模块USB4751,在计算机软件的控制下,生成所需要的SPWM波形,再经过二阶有源滤波网络,即可得到作为系统激励的三相交流信号。该三相交流信号源输出的频率和电压值精确可调,电路结构简单,信号精度与稳定性高,试验结果表明系统性能满足应用要求。     

一种新型霍尔角度传感器的设计与分析

节气门用角度传感器研究逐渐趋于小型化、智能化以及非接触测量。运用图解法对一种基于霍尔的新型角度传感器结构进行了磁路分析,得到磁体的工作点。运用Maxwell工程电磁场软件对该结构进行了有限元磁场分析,并且作了验证比较。最后通过试验,检验了传感器输入角度与输出电压的线性关系。结果表明:这种结构能较好反映角度变化,适于进一步的应用研究。     

共形承载天线封装过程中几何缺陷的反演

共形承载天线(Conformal load-bearing antenna structure,CLAS)将微带天线和防护结构封装为一体,是一种可安装于飞行器外蒙皮的新型天线结构。针对封装过程中防护罩体内存在空腔、气泡等制造缺陷,根据透射理论和射线追踪-表面积分方法,提出一种由天线远场特性反演缺陷几何特征的方法。推导出远场到罩体透射系数以及透射系数到罩体材料厚度的两个反演公式,两者结合可实现由测量远场到罩体缺陷几何特征的反演,并进一步推广至多层罩体。通过一个12.5 GHz的4单元共形承载天线进行数值仿真试验,仿真结果表明反演模型理论精度高,有效性好。基于该算例,对所提出的反演模型进行误差分析,分析结果表明当远场测量精度满足幅度误差小于0.45 d B,相位误差小于±5°时,反演结果的误差小于10%,该精度完全可以满足工程使用的精度要求。     

基于CPLD的编码器信号处理电路设计

基于CPLD芯片,对增量式编码器输出信号进行处理,实现了编码器信号的整形滤波、倍频和鉴相。为了提高编码器的测量精度,设计了一种4倍频脉冲输出电路,提高了编码器的分辨率,并设计了鉴相电路,实现正反向的角度或速度测量。文中给出了Quartus原理图输入电路、时序仿真结果,以及试验测试结果。文中的研究在角度位移等测量领域有着广泛应用价值。     

基于应变片阵列的机器人变刚度关节力矩传感器研究

设计了一种新型的机器人关节力矩传感器,主要用于获取关节处的力矩和转角信息,以此来计算关节刚度。传感器是由传递力矩的弹性体、旋转电位计和信号处理电路组成。弹性体通过结构参数的设计与优化来提高灵敏度。信号处理电路一方面用于对旋转电位计的输出电压信号进行滤波,另一方面对由2×2应变片阵列组成的两组全桥电路进行放大和滤波处理。最后,通过对传感器进行加载实验获得力矩、角位移与输出电压的关系,采用最小二乘法对传感器进行静态标定。传感器输出的转角和力矩信息可作为控制系统的调控依据。     

雷达目标模拟器LFM信号线性度校准研究

线性调频(LFM)信号由于其良好的时-频聚集性,被广泛应用于雷达系统中,其频率随时间变化的线性程度,对雷达测距精度及距离分辨率影响很大.为准确模拟雷达LFM回波信号,对雷达目标模拟器所产生的LFM信号,必须进行线性度校准.本文提出了一种基于小波变换的雷达目标模拟器LFM信号线性度校准算法,通过对来自不同模拟器的大量实测数据的实验测试,证明了算法的有效性,校准精度优于0.1％.     

汉字液晶显示屏系统设计与实验

介绍了基于51单片机的LCD液晶显示系统的设计,该系统用来完成对简易信号发生器信号输出状态的提示。硬件系统由单片机最小系统和液晶显示系统组成;液晶显示系统由主控模块ST7920和LCD液晶显示模块接口电路组成。介绍了常用的字符显示和汉字显示方法及程序。实现了对信号发生器发出直流、方波、正弦波和三角波不同频率以及幅值的52种组合的实时判断和显示。