锁相环集成电路CD4046及其在自动化仪表中的应用

介绍了锁相环集成电路CD4046的工作原理及其内部结构，给出了锁相环集成电路在工业自动化仪表中的一些具体应用实例，如调制解调电路、频率变换电路、锁相倍频电路等。     

激光通信系统中PPM调制与解调电路系统研究

本文研究了大气激光通信系统中PPM调制与解调电路系统的设计问题.建立了PPM调制与解调的数学模型,给出了实现线性调制与解调的条件以及调制深度与最大激光频率偏移之间的关系.设计了由集成电路NE555、MAX297等组成的PPM调制与解调电路系统,具有电路简单、成本低,能够很好地满足一般激光语音通信系统的技术指标要求等特点,所建立的数学模型对系统设计与工程应用具有重要的指导作用.     

相位调制干涉位移测量系统信号处理方法

为克服激光干涉位移测量系统中直流漂移等低频扰动影响,采用相位调制方法,将有用信号频带移出低频区.对干涉信号,通过乘法操作将被测位移信息变换到调制频率2.5倍频谐波分量的相位上,并利用锁相环解调位移信息.搭建Simulink仿真模型,验证信号处理方法的可行性.结合仿真结果分析直流分量、交流分量幅值等参数对解调结果的影响.结果表明,采用的信号处理方法理论上克服了调制频率对最大测量速度的限制,仿真系统对临界加速度以内的加速信号有良好的追踪能力.     

基于MODEM技术的信号远传系统设计与实现

为了实现煤矿井下用电子皮带秤的信号远程传输,满足煤矿产量监控与计量的需要,设计了基于C8051F023和调制解调芯片MC145442的信号传输系统.系统以煤矿内部电话线为传输介质,实现了信号点对点的远程传输.传输过程中,频率信号通过C8051F023采集并进行整形处理,调制解调模块通过UART0与单片机相连,把采集的信号调制成正弦波信号远传到井上的接收单元,井上单元再解调还原出频率信号.现场试验数据表明,该远程数据传输系统性能稳定,抗干扰能力强,具有一定的实用价值.     

一种时域解调激光干涉仪调制信号的方法

针对某低频水平振动校准设备的激光干涉仪,利用NI公司的多功能采集卡,采集激光干涉仪的调制信号及与其同相位的电容式位移传感器的输出信号.根据激光干涉仪调制原理,提出一种时域解调调制信号的方法.根据调制信号条纹的时域特性和它被限幅的实际特点,利用labview软件实现了信号的解调,并将电容位移传感器信号作为参考信号,还原解调后信号的相位,从而得到振动台高精度的振动波形.实验证明,此方法对连续振动信号的解调效果良好,具有较好的重复性和稳定性,精度可达到激光干涉仪发射激光波长的四分之一.     

基于希尔伯特变换的信号解调算法及其在飞机供电特性参数测试系统中的应用

电压调制幅度、频率调制幅度和畸变频谱是对飞机机载电源系统供电特性参数进行测试时与信号调制相关的重要参数。为了更好地测试这些参数,提出了一种基于希尔伯特变换原理的数字解调算法,可以将采集的幅度或频率调制信号进行解调分析;同时,构建了一套飞机供电特性参数测试系统,将解调程序与硬件设备结合,通过程序控制数据采集卡对机载电源信号采样与解调分析;设计了实验对波形发生器产生的调制信号进行采样与解调,验证了该系统具有良好的效果,可以应用于飞机供电特性参数的测试中。     

大气激光应急通信系统中的锁相环设计

在传统锁相环的基础上,提出并设计了一种数字锁相环,其在大气激光应急通信系统中的功能是用输入信号预处理得到的准同步信号去同步当地时钟信号,使之相位保持一致。该数字锁相环采用闭环反馈跟踪方法,并用 CPLD 器件予以实现。在 MAX PLUSⅡ环境下的仿真试验表明,该锁相环锁相误差小、抖动小、可靠性高;与传统锁相环相比,该设计编程方便,工作可靠。     

集成锁相环在激光脉冲调制系统中的应用

锁相环由鉴相器、环路滤波器及压控震荡晶体组成,是一个能跟踪输入信号频率和相位的闭环自动控制系统。研制的激光脉冲调制系统采用锁相技术,以单片、集成锁相环代替分立元件,实现了片内鉴频和鉴相的功能。研制的腔倒空驱动器能够输出 4MHz, 800kHz, 400kHz, 80kHz,40kHz, 8kHz, 4kHz, 800Hz, 400Hz 等不同重复频率的脉冲信号,输出功率达到瓦级,满足了声光布拉格池的要求。该激光脉冲调制系统已经应用在皮秒时间相关单光子计数光谱仪系统中,取得了比较理想的效果。     

基于DPGC技术的激光干涉纳米振动测量系统

基于数字相位载波调制(DPGC)原理,建立了激光干涉振动测量系统及其信号解调的软硬件处理平台,以24位数字信号采集卡配合64位PC处理器作为硬件电路的核心,实现了参考波形的发生与待测信号的实时采集,利用LabVIEW软件平台构建了DPGC算法,实现了振动信号的实时解调.实验结果表明,基于PC平台的DPGC信号解调方法,降低了传统的模拟PGC技术中模拟乘法器和微分器等硬件电路的漂移和噪声,提高了信号解调精度,改善了系统信噪比,实现了对频率范围10～200Hz低频振动信号的高精度测量,其分辨力达到0.14nm,动态范围达到120dB.     

光子多普勒测速系统信号解调方法比较

光子多普勒测速系统具有抗干扰能力强、测速范围大等优点,适用于信噪比低、信号质量差的测量场合。介绍光子多普勒测速系统的工作原理,详细阐述常用的四种信号解调方法——条纹法、相位解调法、短时傅里叶变换法、小波变换法的原理、特点和近几年的研究现状。利用上述四种信号解调方法对简谐振动调制的多普勒信号进行解调仿真,直观地展示不同信号解调方法的优缺点和适用性。实验结果表明,相位解调法最适合用于光子多普勒测速系统振动信号解调。最后讨论了采用递归希尔伯特变换的方法减小相位解调法的正交性误差的可行性,通过仿真实验验证了此方法的有效性。     

Transient analysis of bang?bang phase locked loops

This work gives insight into the behaviour of second-order bang-bang phase locked loops in the far from lock region. This region, while largely unexplored, is of particular interest as PLL behaviour in this region determines locking time and capture range. By analysing PLL cycle slipping behaviour in this region, the transient response for the system is derived. Expressions for first-order system stability and locking time are also presented.     

应用于边带调制PDH激光稳频的信号源设计

基于直接数字频率合成芯片AD9959、锁相环芯片ADF4351,结合开源电子平台Arduino（基于微处理器ATmega328）,建立参考到同一个外部频率参考的多路信号源,能够输出频率为0 Hz～4.4 GHz的正弦波,频率、相位、幅度可以通过USB端口和控制面板灵活控制,通过混频和叠加等手段,产生边带调制PDH激光稳频需要的调制信号和解调信号。该信号源集成度高、成本低且能在实验室条件下替代商品仪器应用于边带调制PDH激光稳频等实验,解决了限制边带调制PDH激光稳频推广应用的一个重要障碍。     

基于ACPT技术的纳米振动测量激光干涉仪

为实现高精度、高稳定的微小振动测量,设计了一种改进型迈克尔逊干涉仪,对其所采用的光学结构和解调算法进行了分析.信号解调方案基于载波调制和交流相位跟踪（ACPT）技术,相对应的光路采用双压电陶瓷（PZT）和准平面猫眼动镜以构成参考臂和测量臂,设计以改善信噪比、抑制低频干扰、增强系统稳定性、提高测量分辨力为目标.建立了纳米振动发生装置,搭建了振动信号测量系统,研究了激光干涉仪对振动信号的输出特性.实验结果表明,测量动态范围达到120 dB,信噪比高于40 dB,系统分辨力达到0.25 nm.该干涉仪可有效抑制诸如温度、湿度、压强、低频振动等带来的相位噪声的干扰,满足高精度、稳定、可靠的要求.     

Three-phase phase-lock loop for distorted utilities

A novel three-phase phase-locked loop (PLL) structure suitable for phase and angular frequency derivation from distorted ac utility voltages is presented. The proposed PLL has a simple structure; a conventional three-phase PLL followed by a proportional-integral (Pl)-controlled moving average filter together with a phase-locking algorithm. The objective of the proposed technique is to capture the fundamental phase angle and angular frequency of three-phase clean, distorted, balanced or unbalanced ac utilities. The PLL gives fast, accurate angular frequency and phase locking and is robust to utility distortion such as line notching, random noise, voltage imbalance, phase loss, phase imbalance, harmonics, dc offsets and frequency variation. The analysis presented substantiates the immunity of the proposed PLL to unbalanced and distorted utility conditions. The PLL technique is simulated and digital signal processor (DSP)-implemented for a three-phase system to verify the analytical results. The simulated and experimental results, for numerous utility conditions, demonstrate its phase-tracking ability, whereas the conventional technique fails to lock accurately in highly distorted, three-phase grid-connected operation.     

基于FPGA的偏振OCT双路信号处理系统

针对目前基于计算机的偏振OCT具有系统数据处理速度慢、不能实时显示等问题,设计了基于FPGA的偏振OCT双路信号处理系统.FPGA设计包含同步时序控制、正交解调和CORDIC运算三个模块.同步时序控制模块为系统的各器件提供同步控制信号,实现数据的实时处理和同步显示.正交解调和CORDIC运算模块对预处理后的干涉信号进行振幅解调和相位解调,获取反射率和双折射率数据,经USB接口送入计算机进行实时显示.对玻片、云母片和生物组织进行偏振OCT系统成像,对成像结果的分析验证了系统具有实时探测生物组织反射率和双折射率的能力.     

基于倾斜光纤光栅的传感解调技术

该文设计了一种基于倾斜光纤光栅（tilted fiber Bragg grating,TFBG）的不受温度影响的光纤布拉格光栅（fiber Brag ggrating,FBG）应变解调系统．将倾斜光纤光栅用作边沿痣波器,当周围环境温度变化时,利用倾斜光纤光栅纤芯模与包层模的温度特性与普通光纤布拉格光栅相同这一特点,无需另加温度补偿,就可以实现FBG应变传感的动态解调,消除温度噪声对应变信号的影响．由实验可知,当温度在25℃到39℃范围变化时,解调系统的性能基本不发生改变,解调范围达到6nm．     

被动定向浮标数字解复用技术

介绍了被动定向浮标信号传输系统中复合信号解复用的工作原理,推导了解复用的过程,解释了罗盘补偿矢量传感器自转对浮标测向的影响。提出了一种解复用的数字信号处理算法．在信号处理板上软件实现解复用。设计了一种软件导频锁相环,解决了偶极子信号解调过程中频率相位精确跟踪的问题。该技术降低了浮标接收机的复杂性,保证了通道一致性,提高了可靠性和定向精度,同时降低了浮标的成本。通过仿真对导频锁相环的性能作了评价,并通过湖上试验对其进行了验证。     

冲击信号特征提取方法研究

利用时频转换或共振解调技术对不含噪声信号的冲击脉冲信号能很好的进行提取，但是共振解调对含噪的冲击脉冲信号不够敏感，提取效果不佳；对含噪的混合信号先进行时频转换，对恢复所得的复数域进行幅值计算得到一新的时间序列再通过共振解调技术能有效提取出淹没在噪声中的冲击成分。