基于TDC技术的引信回波模拟器距离模拟电路设计

由于引信近距盲区精确测试的需要,设计了引信点目标视频回波模拟器距离模拟电路。该电路采用基于FPGA的时间数字转换(TDC)技术,在单片FPGA内将计数延时技术、TDC技术及精密数控延时技术相结合,对引信发射脉冲包络实现了大范围高分辨率精密数控延时,实现了优于±0.3 m的距离模拟精度。     

一种高精度大动态范围的距离模拟脉冲发生方法研究

现有的产生距离模拟脉冲的方法中,数字延时电路只能达到ns量级的精度,模拟延时电路的延时范围又不足够作为距离模拟脉冲的使用,为了实现高精度大动态范围的延时,来产生激光测距仪的距离模拟脉冲,在研究了现有方法的基础上,采用了数模结合的方案,设计了一种同时满足高精度和大动态范围的延时脉冲信号发生电路,并对其精度和重复性进行了测试,可以实现2 s～4 ms 的延时范围并具有0.1 ns的延时精度,即可以模拟300 m～600 km的距离并具有 1.5 cm的距离精度。解决了现有的距离模拟电路无法同时满足高精度、大动态范围的矛盾。     

大量程脉冲激光测距仪性能检测方法

依据大量程红外脉冲式激光测距仪测距性能的检测需求,提出了一种基于MODTRAN数据库的激光回波信号模拟的检测方法。在室内环境下模拟激光测距大气回波信号,以实现对测距仪的测距精度及最大测程两项指标的检测。该方法调用MODRAN数据库计算出GJB2241A中仲裁实验的大气辐射透过率,在此基础上建立回波功率的数学模型,并采用FPGA以及模拟延时器件实现预设延时,使得距离模拟与能量模拟自成回路,实现了测距回波的真实模拟。实验结果表明:设计的回波信号模拟系统可实现50 m~22 km的大量程距离模拟,回波延时精度优于2 ns,最大测程的测准率可达90%,满足了激光测距仪性能测试的检测需求。     

一种用于脉冲延时发生器中消除触发抖动的方法

针对延时脉冲发生器在外触发模式下,触发信号与时钟信号不同步造成的随机抖动问题,提出了一种随机抖动消除方法。该方法在FPGA(Field-Programmable Gate Array, FPGA)内部设计多路并行TDC(Time-to-Digital Converter, TDC)对随机抖动进行实时精确测量,然后通过数字延时和压控模拟延时电路进行相应随机抖动的补偿,从而提高了脉冲延时的分辨率和精度。测试结果表明,测量模块造成脉冲的抖动为18.9 ps,抖动补偿模块的抖动为4.2 ps,最终系统的抖动为19.3 ps。     

基于FPGA与TDC-GPX2的数字延时发生器设计

传统的用于LIBS检测系统的延时发生器虽然具有较高的延时精度,但是存在体积较大、价格较高的缺陷,设计出一种基于FPGA与TDC-GPX2结合的、成本较低、能够满足LIBS使用的数字延时发生器是十分必要的。该延时器以FPGA为核心处理器,结合了等离子体光电检测电路模块、脉宽检测模块、按键输入模块、高速比较电路,FPGA内部通过计数器延时原理将信号进行延时,用外置键盘设置其延时量,时间测量模块测量延时前后两路信号时间差进行验证。实验测得的数据和结果表明,该数字延时发生器输出信号的上升沿小于4 ns,下降沿小于3 ns,延时精度较高,工作性能稳定,可以满足实际应用需求。     

激光测距仪距离模拟源技术研究与精度分析

在对激光测距仪进行性能测试时,需要输入高精度、稳定且可调的仿真距离测试值.对激光测距仪的地面距离模拟源技术进行了研究,设计了集成激光接收和发射单元的距离模拟源系统,通过使用同步时钟计数的方法实现长度可实时输入的延时,以模拟激光测距仪从激光发射到接收激光回波间的时间间隔,并对影响距离模拟精度的系统误差和随机误差源进行了分析和计算,最后通过高精度时间间隔测量装置对距离模拟源进行了实际模拟精度的测量,验证了距离模拟源提供的距离值的绝对精度和相对精度.     

高精度激光动态测试技术研究

在星载激光测距仪的研制过程中,如何通过地面检测方法对 测距仪的各项性能指标进行测试,是一项重要的工作内容。根据脉冲式激光测 距仪的工作原理,设计了一套基于光电延时法的高精度动态测试系统,并对影响系 统精度的系统误差进行了分析,最终实现了对激光测距仪测距精度的测量。与传 统的测试方法相比,该方法具有模拟距离动态范围大、精度高等特点。实验结果表明,这种测试系 统的模拟距离范围可达15 m～30 km,模拟精度优于0.15 m。由于操作简易且实用性强,该系统可以满足 目前各种激光测距仪的测试需求。     

用于采集交通数据的激光扫描器技术研究

针对交通数据采集应用,设计了一种符合一级激光安全等级的中短距离、高速、高精度脉冲激光扫描器(Laser Scanner)。为了解决激光扫描器的快速、高精度测距问题,提出了一种数字化全波形脉冲检波方法。该方法通过脉冲波形前沿拟合判定激光脉冲的达到时刻,以模拟数字转换器(Analog to Digital Converter, ADC)的采样时钟作为计数器,对回波延时进行计算;再根据回波信号的强度对测距结果进行补偿修正,显著减小了测距幅相误差。扫描器的信号处理基于高速ADC和FPGA实现。测试结果显示,激光扫描器的测距频率达到50000点/s,单点测距精度为±4 cm,能够满足车型自动分类、交通流量调查和客流密度检测等系统的数据采集需求。     

红外测距仪电路延时模拟检测研究

对红外测距仪进行性能检测时,需要高精度稳定可调的模拟距离测试值。光纤作为一种理想的距离模拟器件具有稳定性好、精度高等特点,但随着模拟距离的增加其存在体积质量大、便携性和灵活性差等缺点。为弥补光纤延时模拟检测方法的不足,研究了基于电路延时的模拟距离产生方法,设计了模拟回波生成电路和高精度模拟回波延时控制电路,分析了系统的固有延时及误差。采用高精度时间-数字转换器件对模拟检测电路进行了验证,模拟距离控制精度可达0.5 m,形成了对光纤延时模拟检测方法的有力补充。     

基于FPGA实现简易数字频率计的设计

简易数字频率计的设计,采用FPGA实现对模数转换芯片A/Dtlc549的控制,对外来信号采样,实现信号从模拟到数字的转换,在单位时间内通过计数器的累加实现对频率的计数。该设计实现的频率精度为1Hz,测量范围为0～100MHz,经实际电路测试,仿真结果表明,该频率计具有较高的实用性和可靠性。     

引信点目标视频回波模拟器距离模拟电路设计

针对某伪码调相PD引信点目标视频回波模拟器的要求,提出了基于现场可编程门阵列（FPGA）与片外精密数控可编程延时线两级延时技术的引信点目标视频回波模拟器距离模拟电路的设计及实现方案。该距离模拟电路具有调整动态范围大、精度高等特点。调试表明,该电路能够满足精密测试引信截止距离的要求。     

激光测高仪中基于现场可编程门阵列的高精度飞行时间测量

设计了在激光测高系统中基于单芯片现场可编程门阵列(FPGA)的高精度时间间隔测量模块。该模块采用高频计数器实现粗时间测量,差分延时线内插技术完成细时间测量,时间分辨率为300 ps。该芯片同时还集成了时序切割电路、回波脉宽测量和数据传输模块等。在环境温度20℃时对该测量模块进行精度测试,获得标准偏差为94.68 ps,转换成距离为1.42 cm。最后通过地面检测,整个系统在500 km范围内的一般条件下可获得测高精度±50 cm。     

基于NI MULTISIM 11.0软件的数字钟设计与仿真

数字电子钟是一个对标准频率(1Hz)进行计数的计数电路。由振荡电路形成秒脉冲信号,秒脉冲信号输入计数器进行计数,并把累计结果以"时"、"分"、"秒"的数字显示出来。秒计数器电路计满60后触发分计数器电路,分计数器电路计满60后触发时计数器电路,当计满24小时后又开始下一轮的循环计数。由振荡电路、计数器、数码显示器、校时电路、整点报时电路等几部分组成。     

具有多重PRF的雷达回波脉冲视频仿真电路的实现

在目标回波仿真原理的基础上，给出了一种新颖的脉冲多普勒雷达目标回波视频频脉冲仿真电路。通过计数分频和计数延时技术，该电路获得了大范围可变的脉冲重复频率和高精度的脉冲时延，能对距离不断变化的动目标进行实时模拟。给出了电路的结构框图，并对设计原理作了必要说明。     

基于74LS162数字钟设计及时间校准研究

数字钟电路一般设有校时功能。本文基于不截断正常的计数通路和加入校时脉冲信号对数字钟进行校时。采用了将所有计数器芯片74LS162的计数时钟输入端CP端均接同一个CP信号、将所有计数器芯片的置数端连在一起的方法。所设计的电路仅通过开关的接通或断开便可调整数字钟的时间值,而且时、分、秒的校时操作是任意的和互不干扰的。电路的...     

准分子激光低抖动延时同步系统

准分子激光放大技术可将固体掺钛蓝宝石飞秒激光器通过频率转换后得到的小能量深紫外飞秒脉冲放大为大能量深紫外飞秒脉冲。为了满足准分子激光器与固体飞秒激光器之间同步工作的需要,设计了一种准分子激光低抖动延时同步系统。该系统采用现场可编程门阵列(FPGA)数字延时和可编程延时芯片延时相结合的方法,利用时间测量芯片实现对延时时间的闭环控制从而提高系统延时的稳定性,最终实现对外触发脉冲信号的精确延时。验证实验表明，该系统在1～100 Hz频率下运行稳定,输出触发脉冲信号延时范围为56 ns～2.4μs,理论延时步进为10 ps,抖动在±1 ns内,完全满足飞秒激光器与准分子激光器同步工作的需要。     

用于数据采集器测试的时间脉冲插值分析方法

地震数据采集器时间服务精度是评价设备性能的重要指标,一般使用标准时间源输出的时间脉冲信号采样数据进行分析计算,但受仪器采样率限制,时间偏差测试分辨率不高。设计了基于一阶差分和直方图分析的脉冲信号上升沿识别、高低电位分析和时间偏差分析算法,研究使用非线性插值分析方法对地震数据采集器采集的标准时间脉冲信号进行波形升采样恢复,并基于所提算法进行实验分析和讨论,在提高地震数据采集器时间偏差测试分辨率的同时,规范了测试数据处理方法和流程。     

一种基于信号处理的异步干扰消除方法

分析了异步干扰的成因及处理措施,并提出一种基于信号处理的异步干扰剔除方法。该算法利用异步干扰的奇异性,对输入信号进行脉冲对消、CFAR处理。根据信号既往信息,建立距离杂波图。根据距离杂波图进行门限检测。对所有过门限信号采用逻辑法将奇异值所在脉冲及距离单元定位出来。对检测出来的对奇异值,使用相邻信号进行插值替换,既保留了信号的真实成份,又消除了异步干扰。该算法处理延时小。该算法已在FPGA上实现,并在某雷达中得到了很好的应用,具有很强的工程实用性。     

数字集成芯片构成的频率计数器设计

频率计数器是一种用数字显示的频率测量仪表,它不仅可以测量正弦信号、三角波信号、方波信号和尖脉冲信号的频率,而且还能对其他多种非电量信号的频率进行测量。系统采用555定时器组成的多谐振荡器作为时基产生电路,产生频率为1 kHz的控制信号,而被测信号经过一个放大整形电路,将其变化成满足系统要求的计数脉冲信号,然后用频率计数器测量单位时间内变化次数,即被测信号的频率。     

一种基于延迟线补偿记忆效应的模拟预失真器

模拟预失真器具有带宽宽、结构简单、功耗低和延时少等优点,满足第五代移动通信系统(5G)及超 5G 的功放线性化对大带宽、低功耗和低延时的要求。然而随着移动通信系统的发展,信号的带宽和调制度越来越 高,功率放大器的记忆效应影响也越来越强,而传统的模拟预失真器无法补偿功放的记忆效应。为了解决模拟预失 真电路的记忆效应补偿问题,文中提出了一种基于延迟线补偿记忆效应的肖特基二极管模拟预失真器(SDD-APD)。 该模拟预失真器采用不等长微带线作为延迟线,用来补偿功放的记忆效应。采用100 MHz 带宽5G 新无线电(NR) 信号对工作在3. 5 GHz 的AB 类功放进行测试,结果表明该模拟预失真器可以补偿功放的记忆效应,并能将功放的 非线性改善10 dB 以上。