基于DPLL的扫频信号源系统的设计与实现

扫频信号源是输出频率可数控步进调整的正弦波信号源。低相位噪声和杂散的高频谱纯度扫频信号源是组成雷达接收机和系统频域分析设备等的核心。文中以数字锁相环技术(DPLL)作为高频谱纯度信号输出核心,用分频寄存器的设置来控制信号的输出频率,并通过高阶滤波器和自动增益系统得到最终的扫频信号输出频率。电路中,基于ADF4002数字鉴频鉴相器芯片、MC12148压控振荡器芯片和无源滤波器电路构建数字锁相环,再通过VCA821实现自动增益控制电路,最终实现高频谱纯度扫频信号源。经测试,该扫频信号源能在40～120MHz范围实现较高频谱纯度的扫频信号输出,将DPLL技术应用于扫频信号源不但易于变频和加快扫频源的迭代,而且大幅度降低了硬件开发成本。     

基于DDS+PLL的扫频信号源的设计与应用

描述了DDS+PLL混合式频率合成技术的特点,根据扫频信号源输出的频率范围0~500MHz的设计要求,提出了一种基于DDS+PLL结构信号源产生电路的软、硬件设计方案。信号源使用DDS和PLL技术产生扫频信号,用PIN二极管取代继电器作为波段开关,提高了系统的响应速度和可靠性。设计电路应用于便携式数字扫频仪,结果表明,扫频信号源达到设计指标,系统性能良好。     

磁感应断层成像中的高频率稳定度信号源的选择

磁感应断层成像系统中信号源频率稳定度对相位测量精度有着重要的影响.推导了信号源频率稳定度与系统相位漂移的关系,且对采用DDS、PLL两种方式实现的信号源频率稳定度进行了测量和对比,测量了采用不同频率稳定度的信号源时系统的相位漂移.结果表明,DDS产生的信号频率稳定度较高,系统相位漂移随信号源频率稳定度的提高而减小.     

基于双频信号相位重合点的秒信号产生法

利用两个有一定频差的频率信号相位差变化的周期性规律提出了一种秒信号产生方法．两频率信号可以来自同一个源,但有一个特定的频差．利用选通闸门配合重合检测电路完成相位重合点的高精度提取,并通过对两路信号适当移相使得提取到的相位重合点与标准时间同步．实验结果表明,该方法与传统方法产生的秒信号准确度及稳定度相当,但是将它用于授时系统时,可以发挥频率信号易于传递和测量的优点; 用于原子钟比对时,能利用频率源的比相完成时间比对,降低了成本却提高了比对精度．     

高精确度扫频信号源的实现

介绍了扫频信号源是各类扫频仪和网络测试仪的关键,不同的应用场合有不同的侧重,对于使用广泛的宽带扫频信号源,采用混频的方法解决倍频程的问题,对扫频线性和频率稳定、频率精确方面加以控制.采用锁相技术实现合成扫频信号源在工程上的具体应用,宽带扫频信号源的设计采用多环控制,扫频和固频均采用锁相环路,环路中结合吞脉冲技术,扫频振荡环路解决扫频线性度问题,并综合考虑各环节在工程实践上的具体问题,在高速分频的处理上采用ECL电路,压控振荡器采用高速模拟器件,电源供电等环节均加以适当处理,以提高信号源的整体性能.     

基于ARM920T嵌入式低频数字扫描仪设计

系统采用ARM920T作为核心处理嚣,以低频信号作为信号源,采用DDS技术,从而实现相频、幅度、频率特性的分析仪器,能够简单地实现信号源的时域和具体参数的波形。系统主要由ARM920T控制处理器、DDS扫频模块、ADC采样模块、DAC输出模块、检波滤波器模块、扫频信号源幅度模块组成。其中处理器采样ARM920T,扫频信号源采样DDS芯片AD9851,检波模块以AD637JQ芯片构成,相位检测模块由AD8302芯片构成,DAC芯片TLV5618控制扫频信号的幅度。实验结果表明,仪器可以检测20Hz～1 MHz左右的频率信号源,可以显示在LCD屏幕上,直观地读出频率、幅度和相位。     

无CPU程控波形发生电路研究

控制系统的激励、系统的检测及测量需要不同种类的信号。国内市场的多数信号源功能不强,能产生的信号种类少。使用直接数字频率合成（ＤＤＳ）技术设计信号发生电路,是一种执行固化程序产生信号的机制,因而可产生的任意种类的信号。用硬件电路来替代ＣＰＵ的程控功能,使得程序执行速度得提高,即可产生同频率的信号。使用ＤＤＳ技术研制的信号发生结构简单,稳定度好,成本低廉,其最突出的特点是更新改变输出波形的种类极其方便     

一种新型不同频直接鉴相的锁相环

对于输入和输出信号频率接近或者近似成整数倍关系类型的频率变换,利用目前的锁相技术很难解决．基于异频信号间的相位差变换规律,采用相位重合点检测电路、等效鉴相电路、可调偏置型环路滤波器等设计了一种新型的锁相环．实验结果表明,上述锁相环具有低噪声、高稳定度、输出频率便于调整等特点．     

低功率两线圈的磁共振无线电能传输研究

针对电磁感应无线输电存在效率低、传输距离短的问题,本文基于磁共振原理,对低功率两线圈磁共振无线电能传输进行研究。建立了低功率两线圈磁共振无线电能传输系统的等效电路模型,通过等效电路模型推导出了输出功率和输出效率随线圈的频率及距离参数变化的解析表达式。同时,在Matlab/Simulink环境下对共振电路工作过程分别进行了输出功率随线圈频率变化以及输出效率随线圈距离变化的仿真实验。仿真结果表明,当系统频率为2 MHz,线圈距离为2cm时,输出功率和输出效率同时达到最大,表明构建模型的有效性。该等效模型的研究能促进我国在磁共振无线电能传输领域的发展,具有实际应用价值。     

基于C8051F单片机的测量放大器设计

常用的测量放大器多存在差模放大倍数不可预置、调节范围小、系统扩展性差等问题。本系统由电桥电路、信号变换电路、测量放大器、数控衰减器及单片机最小系统等模块构成。信号源经过前端信号变换电路把单端信号转为双端信号,然后将输出的双端信号经过同相并联放大器转为单端信号,再通过后级放大电路进行放大,测量放大器的放大倍数由C8051F020单片机控制继电器切换不同的放大档位,后经数字衰减器电路,由单片机对其编码输出。该系统实现0～100Hz频率信号的放大,放大倍数1～1 000倍可预置,输出电压噪声小于1 Vpp,最大输出电压±10V,共模抑制比≥10-5。系统方案简单,测量精度高,适合于大多数小信号测量的场合。     

阵列式多路同步瞬变电磁定向探测模式研究

基于阵列式分布的多路接收线圈系对靶区同步定向探测是一种新的探测模式,采用与目标体一定距离的单个线圈为发射源,多个接收线圈系垂直布设在源线圈与目标体之间的布设方式;以多路信号通过导线同步连接至瞬变电磁发射机,在同一时刻采集不同空间位置的目标体异常场。相比于传统瞬变电磁法的单道接收,多路线圈系所测量的感应信号具有矢量特性。发射线框周围和后方干扰源的响应信号以及接收线圈系间的互感信号呈现向前衰减规律,前方目标体的异常响应信号表现为增强的变化规律,根据有规律向前增强信号的幅度和变化特征对前方有无低阻体进行判定。算例结果表明,阵列式多路同步瞬变电磁定向探测技术,在解决隧道中存在的目标体方位定向困难及异常识别不准确等问题具有优势,可为超前预报的研究工作提供指导意见。     

微电流信号提取系统的研制

微电流信号检测是高压电气设备在线监测及时发现设备隐患、提高设备稳定运行的关键技术.对模拟信号进行5阶巴特沃斯滤波,利用MAX132模数转换芯片实现对模拟信号18位高精度双积分数字转换,同时可以抑制50 Hz的工频干扰.通过89C51单片机对整个系统进行控制,以实现微电流信号的提取.     

微弱激光信号的数字相关检测技术

为了从背景噪声中提取微弱激光信号,设计了一个用于微弱激光信号检测的光电检测系统.提出了一种用于微弱激光信号检测的、改进的数字相关检测技术——数字正交相关检测.对光电检测系统进行了整体的设计,在数字相关检测基本原理的基础上,分析并仿真了数字正交相关检测.实验结果表明数字正交相关检测技术可以对调制频率在1 MHz以内、幅值为1 V、随机干扰噪声幅值为0.5 V的微弱激光信号进行检测,幅值检测相对误差在0.1%~1.2%范围内,进一步表明该检测技术可以作为一种检测微弱激光信号的有效方法.     

Low-field NMR micro coils based on printed circuit board technology

Radiofrequency coil is one of the most important components for a nuclear magnetic resonance(NMR)instrument.In this article,some planar micro coils with an inner diameter of 2 mm and number of turns that varied from 1 to 11 were investigated based on the printed circuit board(PCB)technology.The electrical characterization of micro coils show that self-resonant frequencies are larger than 200 MHz.Then,an NMR measurement platform with a static magnetic field of 0.66 T was constructed and the signal to noise ratio(SNR)values of the NMR were analyzed.It was found that the SNR is optimal when the turn number of the micro coils is six and the excitation time of a 90°pulse is 0.8?s.Finally,we used the micro coil with six turns to study the transverse relaxation rate of copper sulfate pentahydrate aqueous solution with different concentrations.It was found that the transverse relaxation rate is proportional to the solution concentration.Results from the micro coil were verified by measurements using a Bruker Minispec MQ60.     

基于信号相位匹配原理的单频信号检测

根据信号相位匹配原理及其信号参数的最小二乘估计方法，提出了一种单频信号检测方法。推导了利用单传感器接收信号实现检测的公式。对已知频带内未知频率信号的检测性能进行了仿真。分析了最小二乘法使用的方程数、信噪比和虚警概率对检测概率的影响。结果表明，该方法检测性能优于能量检测器，次于匹配滤波器。     

单稳态系统应用于加性高斯白噪声信号检测

在加性高斯白噪声信号检测中,在采样周期极小或接近理想的情况下,连有匹配滤波器的检测电路是最佳的。如果匹配滤波器的采样周期没有达到理想情况,则在它之前连一个双稳势的非线性系统,然后选择合适的参数使此系统始终处于单稳态,再对二进制或多进制码元信号进行检测,即使采样周期变化程度较大,检测性能也会得到显著的改善。另外还导出了单稳态系统性能的理论公式。     

基于改进积分滤波电路的实验室微弱漏电检测

为了解决实验室微弱漏电难以检测的问题,提出了一种改进的积分滤波电路,以提高检测漏电事故的准确率.该积分滤波电路通过T型反馈电路、整形电路以及周期积分电路,对在一段时间内反复发生的漏电电流信号进行放大转化和整形,并结合时序控制完成对待检测信号的周期取样.同时依据周期取样信号的累积比较,实现实验室漏电事件的自动检测.结果表明,检测系统具有良好的效能和实用性,识别准确率可以达到96%以上.     

Improvement of Boxcar Integrator and Its Application to Low Resistance Measurement of Inductive Load Coil

A boxcar integrator is described which is suitable for the low-repetition-rate signal processing. This boxcar integrator, named fixed-interval mode boxcar integrator, is able to reject harmonics other than the first harmonic component. It can also decrease the effective time constant In many situations, the antialiasing filter with narrow bandwidth will cause distortion of the input signal. The fixed-interval mode boxcar integrator with suitable gate width can achieve relative high performance without signal distortion because the bandwidth of its antialiasing filter can be wider than that in the fixed-Point boxcar integrator. ms boxcar integrator is used as majn part of signalprocessing circult in the low resisance measurement of inductive load coil. The results of experiments show that the fixed-interval boxcar integrator is suitable for low-repetition-rate use.