空气中类原子力显微镜悬臂梁的微梁动力学分析

针对与原子力显微镜探针相似的微悬臂梁结构,利用宏观模拟微观的方法,研究了空气中微悬臂梁的动力学特性.首先,划分了微悬臂梁的振动阶段,并建立了振动过程中的动力学模型,然后利用JKR理论分析了微悬臂梁与基体表面发生接触变形的阶段.结果表明,空气中微悬臂梁的动力学特性分析应主要集中于存在液桥张力的阶段,并证实振动过程中基体表面有颈缩现象发生.最后,给出计算实例.     

原子力显微镜悬臂梁在超声波激励下的动力学仿真

运用有限元方法对原子力显微镜的悬臂在超声激励下的振动行为进行数值计算,对实验结果进行预估,并将计算结果与超声原子力显微镜实验方法获得的谐振频谱进行对比,仿真结果与实验结果吻合,验证了仿真方法的可靠性.同时,分析了悬臂上探针的位置对谐振频率的影响.结果表明:悬臂梁振动的谐振频率随着接触刚度的增大(减小)而增大(减小),随着探针位置与悬臂固定端的距离的增大(减小)而减小(增大).     

基于AT89S52的42M-1.8D步进电机自动控制系统设计

设计出一套能微纳米运动的42M-1.8D电机自动控制系统,可广泛应用于大部分原子力显微镜.在电机控制过程中,通过串口通信发送指令控制单片机采集探针输出的电压信号,并传送到计算机进行分析,实时监测电压信号的变化量,最终实现在参考电压自动控制电机启停.该系统可应用于多种相关原子力显微镜设备.     

原子力显微镜"突跳"研究

“突跳”现象严重影响着原子力显微镜(AFM)的性能．根据Hamaker微观连续介质理论,建立了AFM针尖同试样面接触力包含斥力的数学模型;分析了AFM悬臂梁弹性力同针尖接触力的关系,发现了引起AFM“突跳”的本质是弹性力同接触力的不稳定平衡问题;通过增加AFM悬臂梁刚度,提出了一种避免“突跳”现象发生的方法,并给出了仿真结果。     

微摩擦测试仪的研制

微机械构件表面的微摩擦不同于宏观摩擦．也不同于原子力／摩擦力显微镜探针与基片之间的微摩擦。因此。宏观或微观摩擦实验仪器对于微摩擦的研究有很大的局限．本文从实际出发．设计并研制了考虑微机械工况的销盘式微摩擦测试仪及其数据处理系统，采用微应变片获取摩擦力及载荷导致的变形信号，通过A／D卡采集数据．在数据处理系统中进行数据处理．从而获得微摩擦力和微载荷的数值．为微摩擦特性测试和分析提供一种手段。     

间歇模原子力显微镜扫描探针的受迫振动解

提出了一个间隙模原子力显微镜全动态工作的模型，用参数变换和模式展开方法，得到了具有粘滞阻尼和分段线性相互作用力的扫描探针的受迫弯曲振动微分方程的分析解，间歇模原子力显微镜扫描探针的受迫振动解，由接触模解和非接触模解交替工作而构成。     

一种改进的步进电机驱动电源

对三相六拍反应式步进电机的受控交流信号细分，给出了一种可变细分电源。文中介绍了电源的工作原理及驱动电路和保护电路。使用该驱动 电源除可保持可电机原有的性能外，还可使电机的步距角精度提高４倍。     

可变参数的中位值和极差控制图

设计了可变样本容量和抽样区间的-x和R控制图.文章利用Costa的可变参数-x控制图的方法,设计包括可变控制限的可变参数的中位值(-x)和极差(R)控制图.计算了在可变参数下发信号前的平均时间,并同常规控制图(FSSI)与可变样本容量和抽样区间控制VSSI图作比较,所设计的控制图能更快地发现过程平均值和方差的小变化,提高VSSI图的效率.     

原子力显微镜在ZAO薄膜表征中的应用

利用磁控溅射法在溅射功率分别为30,50,80,100W条件下制备ZAO薄膜,并通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)谱对制得的薄膜样品进行表面形貌、结构特性和黏附性能进行研究。XRD结果表明,随着溅射功率的增加,ZAO薄膜呈现了明显的(002)择优取向,结晶质量获得提高。通过原子力显微镜对样品的二维、三维以及剖面线图进行分析。随着溅射功率增大,薄膜样品表面较均匀致密,晶粒生长较充分,结晶质量较高,粗糙度和黏附力均增大。     

高性能PZT压电厚膜及MEMS微驱动器技术研究

运用混合溶胶-凝胶法制备了具有钛酸铅(PT)种子层的PZT基压电复合厚膜,包括(100)取向PZT压电厚膜,PZT纳米颗粒增强PZT压电复合厚膜((0-3)PZT)和氧化锌晶须增强PZT复合厚膜(ZnOw-PZT).通过结构表征,研究了工艺条件和膜厚对PZT基厚膜的生长、结晶、取向和微结构的影响,给出最佳工艺条件.并介绍了无阀型压电MEMS微泵、Ⅴ型阀式压电MEMS微泵、压电悬臂梁和三压电悬臂驱动的悬浮膜片式MEMS微镜等微器件的性能.     

混频器对本振锁相环路的影响及分析

本文讨论了采用锁相环路作为本振信号的混频器对本振锁相环路的影响。当混频器对已调频信号进行混频时,混频器中由于低频调制信号频率Ω的影响,使本振信号产生调幅,而这个调幅波又反过来影响了本振锁相环路,使其输出调频波。因而使混频器失真;甚至使本振锁相环路失锁。本文对上述现象产生的原因进行了定量的分析,并提出了防止的措施。     

多芯片小数分频锁相环输出信号相位同步设计

为了在多通道射频（RF）通信系统中,实现多个收发器芯片或单个收发器芯片上的锁相环（PLL）相位同步,提出小数分频PLL输出信号相位同步算法. 设计相位累加采样点数选取算法,算法选取的采样点数用于累加参考时钟欠采样的PLL输出信号与数控振荡器（NCO）产生的参考信号经三角运算的结果,以消除高次谐波分量,并有效降低相位差计算结果的误差. 根据相位差的计算结果反馈调节PLL内 delta-sigma 调制器(DSM)输入的小数分频比,线性调整PLL输出信号的相位,实现多个PLL输出信号相位与参考信号相位同步. 通过仿真验证算法的正确性,且最终相位同步后的相位误差为0.35°,完成同步所需的时间为210 ms.     

基于TDDM调制信号载波跟踪环路仿真

在对TDDM调制信号分析的基础上,对TDDM调制信号的载波跟踪方法进行了深入研究．对常用的科斯塔斯环和平方环进行了分析,并针对TDDM调制信号的特点,对原有的锁相环进行改进,把TDDM调制信号分成两路进入锁相环,选择无数据载波进行跟踪．在Matlab环境下对三种跟踪方法进行了仿真．仿真结果表明,在对TDDM调制信号进行跟踪时,改进的锁相环比其他两种跟踪环具有更精确的跟踪效果．     

跳频通信中变通带锁相环路(PLL)的研究

针对跳频通信中DDFS固有噪声的特点，提出了利用变通带PLL电路将其滤除的方法，设计了DSP控制的多VCO宽频带PLL电路，并讨论了应用该电路实现对大范围宽频带跳变信号的跟踪问题，从而解决了更大频率范围内PLL对信号的跟踪锁定能力。     

混沌干扰背景下的正弦频率估计新方法

提出一种基于单变量驱动误差滤波反馈混沌同步的强混沌背景下正弦参数估计的方法。该方法利用采样的混合信号(混沌加白噪声和正弦)通过某一类型滤波器,用滤波后信号驱动一新构建的同类响应混沌系统,若混沌同步发生,则驱动响应信号的误差序列中应含有正弦成分,对误差序列采用互谱MUSIC算法估计正弦频率。该方法适于强混沌信号加强白噪声为背景的正弦参数估计。仿真实验表明,该方法简单有效。     

锁相倍频器的相位抖动及其抑制措施

定量分析了数字式锁相倍频器输出信号的相位抖动 .针对抖动产生的两个主要原因 ,在环路前和环路中分别插入窄带滤波器和辅助环路滤波器 .此外 ,利用一个基本的锁相环路作为跟踪式相位滤波器 ,可进一步提高锁相倍频器输出的频谱纯度     

利用锁相环的水轮发电机调速模拟装置

介绍了由锁相环（ＰＬＬ）、可编程逻辑器件（ＰＬＤ）和单片机（８０Ｃ１９６）组成的水轮发电机组调速模 拟装置的原理。利用锁相环实现了可控硅触发脉冲自动跟踪电网频率和相位波动;利用可编程逻辑器件实 现了故障类型判断和故障报警;利用单片机完成水轮机模型的动态仿真和参数设定。利用该装置进行了水 轮机响应特性动模实验。     

基于分数阶广义积分器的电网同步技术

前置滤波结构的锁相环(PLL)是研究电网同步技术的强有力工具.但二阶广义积分器型PLL、复数滤波器型PLL等常用PLL的动态性能因前级结构的截止频率偏低而受到制约.为此,本文提出一种基于分数阶广义积分器的三相PLL技术.该PLL的前级滤波结构由分数阶积分器构成,能够生成两个相位差为45°的斜交信号,经过相关线性运算,可从该对斜交信号中提取出电网电压的正负序分量.结合后级的同步旋转坐标系PLL,建立整个PLL系统的数学模型,并利用三阶最佳设计法对系统进行了校正,确定相关控制参数.研究发现,分数阶广义积分器的截止频率明显高于二阶广义积分器,有利于改善PLL系统的动态品质.仿真和实验结果表明,相比多重二阶广义积分器型PLL,所提PLL的动态性能更佳.     

TDMA接收机锁相本振源设计优化

介绍了TDMA接收机锁相本振源优化设计的一种新技术,并对一款超外差接收机的锁相环本振源电路进行了优化设计;给出锁相环环路的计算机辅助设计(computer aided design, CAD)仿真结果和试验数据;与原电路的性能进行比较,充分说明了该新方法的可行性及其存在的显著优势。     

DDS PLL在跳频通信中的应用

将ＤＤＳ与ＰＬＬ技术组合运用,使之兼有二者之长形成的ＤＤＳ＋ＰＬＬ技术已成为近年来频合技术研究的热点。本文主要讨论了ＤＤＳ基本工作原理和ＤＤＳ＋ＰＬＬ频率合成器在跳频通信中的应用。