基于DDS和MCU的雷达本振自适应控制系统

采用智能式高精度实时脉内测频技术,在高时标全数字计数式测频的基础上,由单片微机软件实时对脉内测量值进行数字滤波,以进一步提高精度,同时,根据测频的量值,由软件控制DDS完成对射频脉差距 的搜索,跟踪,这种方法采用频率搜索和跟踪相结合、软件和硬件相结合的方式、适应发射频率的快速变化,搜索跟踪速率快、范围大、精度高、稳定可靠,同时又有效地降低了系统实现的复杂性。     

迭代技术的电力系统傅氏测频算法

针对自适应调整采样间隔的傅氏测频算法的不足，提出了基于迭代技术的自适应频率跟踪算法。该算法通过实时调整傅氏滤波系数来实现跟踪测量。计算机仿真结果表明，本算法能较好地跟踪系统频率的变化，能够同时对多路信号进行频率的跟踪测量。     

基于单片机控制的等精度频率计设计制作

用D触发器控制两个计数器count1和count2的同步工作,以保证count1和count2计数时间的一致性;将count1和count2与单片机的定时器T0和T1相结合构成两个20位的高精度计数器,分别对标准频率脉中和被测频率脉中进行计数;利用单片机串行口完成输出显示.从而克服了传统测频原理的频率计的测量精度随被测信号频率的下降而降低的局限性,提高了频率测量的精度.     

应用于硅微谐振式传感器的等精度频率计设计

针对传统频率测量中存在的弊端,利用等精度测频原理,采用现场可编程门阵列(FPGA)设计实现了等精度频率计。通过FPGA对同步门的控制,使被测信号和标准信号在闸门时间内同步,消除了量化误差,提高了测量精度,实现了在整个测试频段内测量精度不随被测信号频率的高低而发生变化,即实现了等精度测量。实验证明:采用该频率计测量标准信号频率的相对误差数量级为10-6,测量谐振式传感器在温漂下的输出频率的变化稳定在±1 Hz,而且实现了谐振式传感器在红外辐射下频率的动态跟踪。     

振弦式传感器测频系统的设计

根据振弦式传感器工作原理而设计的测频系统主要由手持式测频仪和PC计算机组成。测频仪采用直读式测频法测量振弦式传感器的输出频率,并将测量值和传感器特性参数代入固化在其内部的计算公式进行计算,从而实现传感器物理量的现场显示。同时,还可以通过PC计算机的串口将测量数据传给计算机,由计算机对数据进行处理、显示。该系统可大大减轻测量人员和工程技术人员的劳动强度,缩短测量和计算时间,提高测量及计算准确度。     

应用于硅微机械谐振式传感器的频率计

针对硅微谐振式传感器频率测量中精度低的弊端,依据周期测频法原理,设计了一种基于FPGA的测频周期自调整频率计。首先在一个待测信号周期内,对标准信号的上升沿进行计数,粗略计算出待测信号频率和周期。据此对标准信号的上升沿重新计数,从而精确测量出待测信号的频率。测量后的频率信号经过RS-232串行通信接口送入PC上位机,可以实现频率数值的实时显示和储存。测试表明：采用该频率计测量1 Hz~2 MHz方波信号的相对误差可以达到10-7量级。利用该频率计测量谐振式传感器闭环自激测量电路输出的谐振频率信号,频率信号稳定在1 Hz以内。     

基于虚拟仪器与FPGA的快速高精度自适应测频设计

在某些对测频精度要求较高的场合,如惯导信号的频率测量,仍然是采用手动计数器测量,这种测频法不能同时测量多个产品、多个通道,而且测量结果需人工填写多张表格,耗时较长,测量效率很低。针对此缺陷,设计了用虚拟仪器和FPGA编程替代手动计数器的惯导信号自适应测频系统,该系统可在宽频段(0.1Hz~200KHz范围内)实现同时、连续对多个产品、多个通道快速、高精度测量,并能根据被测频率的变化自动实时输出测量结果,实现测量自动化;测频系统经实际测量检验精度达到10-7。     

基于离散傅里叶变换的数字高速测频

为了克服传统的过零检测等数字测频方法的缺点,设计了一种基于离散傅里叶变换（DFT）的快速频率测量电路,满足无源定位系统中低信噪比、高脉冲密度环境的实时频率测量的需求。阐述了基于可编程门阵列的DFT算法的实现方法及谱峰的搜索方法,给出了硬件结构形式。该算法电路结构比采用快速傅里叶变换（FFT）的算法硬件结构具有更快的测频速度。     

一种GPS信号多普勒频移的精确捕获算法

在GPS软件接收机的信号捕获过程中,为了能对载波多普勒频移进行高精度测量,为紧接其后的琅踪环提供精确的初始条件,根据短时间内GPS信号的载波多普勒频移不发生突变的特点,提出了一种能对载波频率进行更高精度测量的相位测量方法.本文对载波多普勒频移由粗测转入精测的工作原理进行了详细的理论推导和分析,并与传统的DFT法实现精确频率测量的方法作了比较.最后对两种精测的方法进行了实验测试.结果表明,相位测量方法能精确地测出载波多普勒频移且速度更快,完全能满足后续跟踪环的要求.     

ND-701型跟踪选频放大器

ND-701型跟踪选频放大器是一种高性能的选频放大器。本仪器不同于一般的选频放大器,它采用了开关电容滤波器和多点信号平均器作为高性能选频电路。选频频率跟踪外触发输入信号频率,能在强干扰或噪声背景中选出被测信号。数字面板表指示被测信号的有效值并由面板Q_9插座输出,使用十分方便。因此,本仪器除具有普通选频放大器的功能外,还能作频     

自适应等精度频率测量方法与实现

提出了一种自适应等精度频率测量方法.与传统测量方法相比,很好的解决了因存在±1计数误差而造成测量精度不高的问题.采用自适应分段设置最优时限闸门,消除了预设闸门的延时带来的不足,简化了电路结构,实现了宽范围、高精度测量.采用单片机设计了该频率测量方法的软硬件系统,实际测量结果表明被测频率在0.01 Hz-500 kHz范围内,测量精度达到0.001 Hz以上.     

数字频率计分频电路的设计

由于频率信号抗干扰性强，在实际应用中常将待测信号转换成频率信号进行测量。文中对数字频率计的核心部件－分频器，提出了一种新的设计思想，对分频器的硬件电路和软件设计进行了详细的论述。并且提出了频率的高精度测量方法，实验表明，利用此分频器实现的自动选择量程频率计，测量范围宽，精度高，具有一定的实用价值。     

Parameter measurements of moving targets using a 24-GHz radar

We designed a 24-GHz traffic surveillance radar (TSR-24) to monitor automobile and pedestrian. The range, radial velocity and direction-of-arrival (DOA) of the moving targets can be measured by the radar in real-time. The radar consists of a radar sensor, a waveform generation module, a filter and amplifier module and a digital signal processor (DSP) platform. The radar can be configured to work in Doppler mode or frequency modulated continuous wave (FMCW) mode through software configuration. The phase-monopulse approach is used for the target DOA estimation. A DOA error reduction method and the Rife method are proposed to improve the range and DOA accuracy. The parameter estimation algorithms are implemented in DSP. The radar is used to detect and track motorcycles, cars, trucks and even pedestrians. The measurement of an electric vehicle shows that the velocity error is 0.022 m/s. Various tests indicate that the range and DOA error is no more than 0.25 m and 1°, respectively.     

基于光学频率梳的高精度几何量检测系统

复杂结构高精度在线测量是航空航天等多个领域结构件生产过程中必要的环节,对产品质量起到决定性作用。针对现有手工测量方法结构特征尺寸精度低、三维形貌重建困难和数据一致性差等问题,提出了一种基于光学频率梳的非接触在线测量方法,并对结构件表面三维特征进行测量实验。该方法将机械平台与光学频率梳测量方法相融合,构建了以飞秒光学频率梳为基础的表面特征高精度测量体系。通过图像处理与分析获取表面三维点云数据,计算拟合得到被测物体的表面形貌特征,进而解算出被测物体的几何参数。实验结果表明：采用该测量方法和处理算法搭建的系统最大检测面积为900 mm×1100 mm,测量重复精度为0.01 mm,结合工控机数据处理软件,可实现自动化在线检测。     

间接接触法测量人体脉搏的研究

常用于人体脉搏测量的PVDF压力传感器由于测压端面积较大,且采用直接接触法进行脉搏测量,这样,由于测压端面积较大将产生位置相关性影响,同时由于直接接触还会产生一系列不利的影响.为了避免或减小这些影响,获得更为准确的脉搏信息,在PVDF压力传感器下面垫一水囊采用间接接触的方法进行人体脉搏的测量,并将测量结果通过数据采集卡送入计算机,并利用有关软件得到脉图和对应的频谱图.通过分析,其结果与本人的实际基本相符.可见间接接触法测量脉搏是可行的.     

基于LabVIEW的钢轨阻抗特性测量系统

改进型多特征脉冲轨道电路可以较完善地解决原有站内轨道电路"分路不良"问题。钢轨作为它的主要部件,分析其阻抗特性随不同频率信号的变化情况,对该电路电气特性的分析与优化设计具有重要意义。但是,已有的阻抗测试方法或系统只能对单点频率下的钢轨阻抗进行测量。针对该问题,在LabVIEW软件平台下,构建了一款基于专业声卡的轨道电路钢轨阻抗测量系统。该系统能够实现一定频带扫频下,各频点钢轨阻抗值的实时测量。采用多通道数据采集,具有测量精度高、频响范围宽等优点。将从硬件和软件的设计与实现等方面对系统结构及功能进行介绍,并通过测量实例说明该测量系统在阻抗测试方面的优势。     

基于跟踪微分器的基波测量方法研究

电网基波参数特别是基波频率在谐波分析与治理中具有重要的地位,也是电能质量、电能计量以及电力系统控制等领域的重要技术指标。在非同步采样情况下,针对基于频域法测量基波频率存在频谱泄露现象和测算精度不高的问题,提出了基于跟踪微分器(Tracking Differentiator,TD)的基波参数时域测量方法。该方法的主要思想是将检测到的基波信号通过TD来获取基波跟踪信号及其微分跟踪信号,再通过这两个信号的最大幅值即可获取基波的幅值、频率和初相位参数。仿真结果表明,本文方法只需要60%额定工频周期窗口的样本数据即可获得较高精度的基波参数测算值,是一种有效的基波参数测量方法。     

基于FPGA的高精度频率计

为了满足硬件工程师对高精度和高带宽测频仪器的需求,设计一种基于FPGA的高精度频率计。频率计包括外围的电压跟随电路和串口通信电路以及FPGA上的分频器模块、频率计量模块和串口通信模块,并使用Altera公司的Cyclone Ⅳ芯片作为控制核心。首先待测信号经过电压跟随器的稳压和隔离,然后将稳压信号接入分频器模块,分频器模块会把频率信号以1 kHz为界限分为低频和高频信号,并对低频信号和高频信号分别采用周期测频法和脉冲计数法测频。测量的频率数据可实时通过串口上传至上位机。经过测试,频率计能够实现1 Hz的精度、200 MHz的测频带宽以及多通道检测。     

基于动态估算的直流电机速度测量方法

针对常规直流电机测速方法中存在的精度低、低速测量滞后严重等问题,设计了一种高精度的速度动态估算方法.在M/T法的基础上,利用FPGA的高速、实时性特征,将光电编码器反馈信号进行滤波、倍频、鉴相,实现速度计算.针对控制信号的上升沿到第一个被测脉冲上升沿之间的不完整被测脉冲,利用小数估计不完整被测脉冲的思想,用前一个相邻完整脉冲来估算不完整被测脉冲值.仿真结果表明,该速度估算方法可以准确地测量直流电机的速度,测量结果输出滞后时间小于2 μs.     

基于Duffing振子的铁路轨道移频信号测量系统设计

铁路轨道作为移频信号的传输载体,其对于信号对象传输轨迹疏密度的辨别能力,决定了轨道体系对移频信号的测量准确性。为实现对信号对象传输频率的准确辨别,设计基于Duffing振子的铁路轨道移频信号测量系统。将电源模块输出的电量信号,按需分配至STM32F103 微处理器、移频信号辨别模块与DSP测量单元之中,完善各级应用部件之间的连接关系,实现铁路轨道移频信号测量系统的硬件方案设计。确定移频信号的Duffing振子描述条件,针对其定义形式,构造移频信号的相空间,完成对铁路轨道移频信号的提取。求解铁路轨道的Lyapunov指数,并构建移频信号的Duffing方程,确定混沌测量参数的取值范围,实现对铁路轨道移频信号的测量,联合各级应用部件,完成基于Duffing振子的铁路轨道移频信号测量系统设计。实验结果表明,上述系统测量所得信号传输轨迹疏密度与真实轨迹疏密度相似度较高,能够实现对铁路轨道移频信号的准确测量。