光电探测器前级放大电路设计与研究

深亚微米近场飞行头飞行高度测试是近场光存储的关键技术之一。为了能精确测试近场飞高变化,检测系统需要具有很高灵敏度和分辨力,而前级放大电路设计是检测系统设计关键。本文对光电探测器前级放大电路设计、讨论,并进行了实验分析;提出了实用化的电路设计形式以及注意事项。     

动态应变微光信号检测系统的设计

由光纤光栅因应变而产生的干涉光信号是比较微弱的,这样的光信号难以直接应用于对应变信号解调,为此设计了用于对微光信号进行处理的低噪声高增益高频放大电路。通过仿真验证了电路参数的合理性和可靠性,经过电路设计和相关调试,完成的光电转换前置放大和后续交流放大电路能够比较好地实现光电信号的转换和放大。对带有应变信号的电压数据进行采集处理,能够比较好地解调出动态应变变化,证明了设计的微光信号检测系统具有实用价值。     

光检测及放大电路的新设计

为满足光缆动态损耗测量系统宽动态范围和高灵敏度的要求,本文提出一种新的光检测及放大电路设计。单端光检测及放大电路应用广泛,结构简单,但难以抑制电路的共模噪声。新设计将光检测器和放大器通过对称结构搭建差分电路,达到了更高的光检测灵敏度和抗共模噪声性能。它充分考虑了前端电路各种噪声源,采用合理的元器件和电路设计抵消了大部分共模噪声。通过实验证明该电路提高了测量系统的灵敏度。新电路已成功应用于光功率信号系统的光电转换电路中。     

基于锁定放大的微弱激光回波信号探测系统

微弱信号检测的核心问题是对噪声的处理,为了探测深埋于噪声中的微弱激光回波信号,设计并搭建了一套锁定放大信号检测系统。PIN光电二极管探测到的微弱激光回波信号由前置放大电路和二级放大电路转换为电压信号并放大,再经带通滤波器滤除带外噪声,最后通过相敏检波电路,转换为与回波光强成正比的直流电压信号输出。测试结果表明,系统可以有效抑制噪声,被测信号的信噪比改善超过10.6dB。     

新型光纤熔接机中激光功率检测电路设计

设计了一种适用于新型光纤熔接机光功率探测对准系统中激光功率检测电路,通过选用高灵敏度的InGaAs光电二极管实现光电转换.采用差分放大电路进行前置的I/V转换和放大滤波,并对其进行了仿真测试和电路调试.结果表明:该检测电路能够有效的去除工频等噪声的干扰,并且具有稳定的输出信号和放大倍数,实现对输入的激光功率信号进行转换并输出匹配至0～3 V电压范围的A/D转换器中,为后续运用微机控制运动平台进行熔接奠定基础.     

高压可控硅的光电触发

介绍了用光电触发高压可控硅的试验研究结果;阐述了光电触发系统的方框图和结线图。从试验光源的选用、光脉冲的发生、控制、传输,光电管输出信号的整形和放大到脉冲变压器的设计及测试结果等,都作了具体的分析。     

10kV配电网基波无功的动态补偿

介绍了10kV配电网基波无功动态补偿装置主电路的接线方式,讨论了高电压、大电流、无电弧、无触头高压电容开关研制中应解决的晶闸管串联均压、并联均流、光电触发系统、脉冲放大回路的取能和晶闸管工况的在线检测问题,并提出了实施方案和实用电路。     

光电转换前置放大器的噪声分析

本文应用微弱信号检测的方法对光电转换前置放大器的噪声性能进行分析,提出了在设计一个高性能的光电转换前置放大器时,不但要满足系统的带宽、相移和放大倍数等要求,也需要满足低噪声的要求.针对光电转换前置放大器设计中低噪化的要求,提出了对光敏元件和首级放大器元件的选择标准,并得到了放大器系统的低噪化条件,从而使得设计出的光电转换前置放大器的噪声性能最佳.     

光电转换放大电路的设计

通过对光电转换电路的前置放大及主放大电路的设计进行研究,使电路完成了光电转换、滤波、降噪等优化处理,实现了将有用信号从噪声中分离出来并放大输出。提高了系统的稳定性和灵敏度。     

用宽带模拟量光纤传输系统测量脉冲电磁场

介绍了一种在强电磁场环境中用于传输脉冲信号的宽带模拟量光纤传输系统。通过采用场效应管做前级放大与光电器件的非线性预校正,且提高级间RC耦合时间常数。该系统动态范围大,非线性失真小,带宽达到1 Hz~150 MHz,调整输入电路并配合天线能测量脉冲磁场或脉冲电场。给出了脉冲电磁场测量的耦合电路和测试实例。测试结果表明该系统很适用于宽带脉冲电磁场的测量。     

冲击电压下典型局部放电信号的光电检测系统

脉冲高压下测量设备的局部放电是一种校验高压电气设备在冲击电压作用下绝缘性能与设备老化的有效方法。检测局部放电对于及时发现设备故障隐患、确保安全运行具有重要的实际意义。搭建了油纸绝缘气隙模型,利用光电检测方法,实现在高压端测量冲击电压下的局部放电,具有较高的响应特性。在试样高压端串入采样电阻,通过光学元件将采样电阻上的电流信号转换为光信号进行传输,降低了空间电磁干扰的影响,最后通过光电转换装置实现电流信号的采集。实验结果表明随着电压的升高,局部放电强度愈发剧烈,验证了光电检测方法在冲击电压下检测局部放电的可行性。     

机载液晶显示器昼模式环境光动态照明模型的研究

座舱显示器上的环境光动态变化特征由两个因素决定，其一是飞行器的运动姿态，如机动动作姿态、飞行高度、飞行速度等，它决定了座舱环境光的亮度变化规律，即脉动、周期变化等；其二是天空光的相应参数，包括季节、时间、参考天空等，它决定了座舱环境光亮度的极值。通过对飞机的飞行姿态、天空光的分析可以得出照射在座舱显示器上的环境光亮度动态模型，从而为显示器的自动调光系统的研究奠定基础。     

基于ATmega128单片机的智能供电测控系统设计

为监视供电系统一次设备的运行状态和计量一次设备的电气参数,设计了智能供电测控系统.系统采用AVR单片机ATmega128为主控制器,通过其内置A/D转换器进行模数转换及数据处理,选用TVA1421立式穿芯小型精密电压、电流通用互感器,实现供电系统一次侧电压、电流的测量,采用相应的算法编程运算得到一次系统的电压、电流、功率等参数.在开关量输入、输出电路中使用了光电隔离器件将单片机和外部设备隔离开.利用ATmega128单片机的强大的中断功能实现测控系统对某些紧急情况的实时处理.单片机串行口通过RS-422转换器连接RS-422网络,实现与上位机的通信.系统软件采用C语言编程,对实时性要求较高的部分采用汇编语言.以提高运行速度.实验证明:该系统采集速率高.抗干扰能力强.数据传输快速可靠.简单易操作.     

基于磁探测技术的灌注桩超灌检测系统

检测混凝土界面位置是控制灌注桩超灌高度的关键所在,传统方法凭借人工经验测定混凝土界面位置的误差较大,不能有效地控制灌注高度。针对浇注时混凝土界面难以判别,导致混凝土欠灌或超灌过多等问题。首次提出基于磁探测技术的灌注桩超灌检测方法,首先利用钻孔中不同介质的密度差异设计磁性目标,然后通过测量和处理磁场三分量数据,实现探测混凝土界面位置从而控制混凝土灌注高度。设计了一套基于磁探测技术的灌注桩超灌检测系统,通过室内试验完成测点选择,并将磁性目标比重设计为2.1 g/cm3,报警阈值标定为333 mG。通过施工现场试验验证：系统实现快速检测混凝土界面到达桩基标高和超灌上限位置,准确完成两级预警实现了自动化检测,解决了施工现场混凝土欠灌或超灌过多的难题,有效地减少了混凝土的浪费。     

基于可去间断点的连续采样飞点检测算法

电力系统电气量采样中的飞点数据是引起保护误动的主要原因之一。目前,国内外对于飞点等异常采样的研究较少,且这些异常采样检测算法存在着针对性不强、灵敏度不高等不足。深入研究飞点产生的原因及其特征,提出一种基于连续函数可去间断点的飞点检测算法,并给出了灵敏且自适应的检测门槛,运用本算法能够迅速、准确地检测出飞点数据。另外,还提出基于正弦函数的预测修复算法,检出飞点后运用该修复算法可将飞点修复到正常值,不需闭锁保护,完全消除了飞点对保护的影响。仿真实验结果表明,所提算法是可行的。     

基于CCD传感器的车载式路灯光谱检测系统

介绍1种车载式路灯光谱检测系统,与传统的测量方法相比测量效率大大提高,同时降低交通安全隐患,保证了测量人员的人身安全。本套系统基5-CCD（Charge-coupled Device,电荷耦合器件）传感器,实现了车载式测量道路色温、显色指数、色坐标等色度学参数,并且可以动态密集测量。系统引入九余弦修正器,凹面衍射光栅等技术,进一步提高系统的测量效率和精度,为道路照明检测提供了准确高效的工具。     

An Optoelectronic High-voltage Probe for Measuring Impulse Voltage Distribution of HVDC Converter Valve

A high-voltage optoelectronic probe is developed for measuring impulse voltage distribution along thyristor units in the HVDC converter valve. The dimension of the resistive voltage divider is optimized by means of numerical computation of electric field. A pulse frequency modulation （PFM） mode is adopted for the data transmission link because of its immunity to high-intensity electromagnetic interference. Experimental results indicate that the linearity deviation for the whole measuring system is within ± 0.15 %, and therefore it can meet requirements specified by IEC60700-1.     

基于LabVIEW的望远镜故障诊断与监测系统

目前大多数大型光电设备中不具备在线故障诊断与监测系统,研发出一套基于LabVIEW的大望远镜的故障诊断与监测系统。此系统通过一个标准化采集存储模块,通过外接不同传感器,可实现对大望远镜中转台位置、速度、加速度、跟踪误差的实时测量、采集、存储、显示及分析,可实现对电压、电流、气压、温度、湿度等电气及环境的在线监测,可监测各分系统运行状态及限位状态,判断故障源位置,进而实现大型望远镜的调试、运行时在线监测与控制,便于设备故障提前预防及快速事后维护。另外此系统易扩展,为改进与完善该系统提供了丰富的接口。     

超声检测进行气体绝缘组合电器典型绝缘缺陷识别

介绍了基于超声检测的气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)典型绝缘缺陷识别技术.该技术由基于幅值模式(amplitude mode,AM)、飞行模式(flying mode,FM)、基于相位模式(phase mode,PM)的特征参数提取与判别3个主要模块组成.其中,针对AM提取的...     

基于定频MPC的飞跨电容储能双向直流变换器低频波动功率抑制策略

为抑制直流母线低频波动功率对储能系统的影响,以飞跨电容双向直流变换器为研究对象,提出基于单目标定频模型预测控制(model predictive control, MPC)低频波动功率抑制策略。为降低传统MPC算法的运算负荷,通过对变换器数学模型进行分析,提出一种单目标定频MPC控制算法。该算法仅需通过电感电流单目标约束函数,即可实现对系统电流及双端飞跨电容电压的控制,无须对两端飞跨电容电压进行独立寻优,极大地降低了计算量。为实现对储能系统低频波动功率的抑制,引入低频波动功率抑制算法,通过与所提MPC算法的融合,使最终控制方案能够在实现储能控制目标的前提下,具备低频波动功率抑制能力,且保持良好的动态性能。通过搭建小功率实验平台对所提控制策略的有效性进行了验证。