锁相环路对氢原子钟性能影响的实验分析

实验以上海天文台SOHM-4型氢原子钟脉泽信号和新研制的模拟-数字混合型锁相环路为基础,主要分析锁相环路参数对氢原子钟输出信号的短期频率稳定度和单边带相位噪声的影响。针对氢脉泽信号高Q值的特殊性,通过理论分析和实验验证寻求与其相匹配的最佳环路参数。实验结果表明,锁相环路的参数设置直接影响到氢原子钟输出信号的性能;在脉泽信号不变的情况下,改进后的锁相环路和主电子学系统可使氢原子钟的频率稳定度提高至1.7×10^-13/1s, 3.3×10^-14/10s, 9.1×10^-15/100s, 2.9×10^-15/1 000s, 1.4×10^-15/10000s,即较之原有的技术指标,在各取样时间范围内,频率稳定度的测试结果均提高了半个量级。     

毫米波固态锁相系统的研究

毫米波的频率锁定源是激光频率测量的基础，本文报道了利用谐波混频技术以及耿氏振荡器的偏置电调特性，应用了以ＥＣＬ为基础的数字环路锁相技术，将８ｍｍ和４ｍｍ的毫米波的振荡频率，通过Ｘ波段固态微波锁相源，锁定在５ＭＨｚ高稳晶体振荡源上，获得了高稳定的微波信号，实现了从５ＭＨｚ至Ｗ波段频率稳定度的高精度传递。只要将５ＭＨｚ晶振锁定在铯束频标上，本系统可达到与铯频标相应的准确度。     

光脉冲欠采样宽带数字测频方法的设计与分析

为了突破高速电模数转换器采样速率和时延控制精度对测频带宽的限制,丈中提出了一种采用光脉冲欠采样的超宽带、高分辨率数字测频方法。利用被动锁模激光器的超短光脉冲,产生间隔可控的多波长光脉冲串,通过电光调制器,对待测信号进行采样,最后通过光探测器阵列转化为电信号进行测频计算。此方法利用光脉冲的采样带宽高、时延控制精确、波分复用技术等特点,结合欠采样的Multiple Signal Classification算法进行宽带频率测量。通过对实际应用条件进行的数值模拟和理论计算表明,该方法可以实现20GHz带宽范围内的高精度多信号频率分辨。     

光脉冲欠采样宽带数字测频方法的设计与分析

为了突破高速电模数转换器采样速率和时延控制精度对测频带宽的限制,文中提出了一种采用光脉冲欠采样的超宽带、高分辨率数字测频方法.利用被动锁模激光器的超短光脉冲,产生间隔可控的多波长光脉冲串,通过电光调制器,对待测信号进行采样,最后通过光探测器阵列转化为电信号进行测频计算.此方法利用光脉冲的采样带宽高、时延控制精确、波分复用技术等特点,结合欠采样的Multiple Signal Classification算法进行宽带频率测量.通过对实际应用条件进行的数值模拟和理论计算表明,该方法可以实现20GHz带宽范围内的高精度多信号频率分辨.     

负反馈和状态空间重构的UPWM失真问题校正方法

针对数字D类音频功率放大器中的均匀采样脉冲宽度调制(Uniform-Sampling Pulse Width Modulation,UPWM)失真,提出了一种负反馈和状态空间重构的全数字UPWM失真问题校正方法。该方法利用数字Σ-Δ(Sigma-Delta)调制器的高开环增益特性,通过构造包含数字Σ-Δ调制器和UPWM发生器的闭环负反馈环路,使得环路的输入与输出近似呈线性关系,从而校正UPWM产生的失真。在构造闭环时,通过对数字Σ-Δ调制器的状态空间表达式进行重构,并添加插零值模块和抽取模块使该环路在保持稳定性的同时,拥有与原数字Σ-Δ调制器相同的噪声整形效果。实验结果表明,该方法相比其他的UPWM失真校正方法,不仅能降低谐波失真,还能大幅降低数字UPWM调制器输出信号的本底噪声,从而可使数字UPWM调制器在频率6 kHz和幅度为满量程的-5 dB的正弦数字信号输入情况下,输出信噪失真比达到95.26 dB,同时所提方法可全数字电路实现、硬件实现简单且易于移植。     

宽带声学多普勒流速剖面仪的中频正交采样算法

宽带声学多普勒流速剖面仪(Broadband Acoustic Doppler Current Profile,BBADCP)发射由伪随机编码调制的正弦信号,信号带宽在频域上产生展宽,成为带通信号。宽带回波信号的处理多采用正交解调的方法,但此方法对采样率的要求较高,硬件较难实现。利用数字中频正交采样法来实现,大大降低了采样频率,并且针对BBADCP解模糊速度的要求,进行了宽带回波信号的仿真试验,结果证明插值的数字中频正交采样法适合于BBADCP的信号处理。     

一种声纳测试信号源

本文给出一种声纳测试信号源。此信号源能产生多种频率的连续单频信号、调频脉冲、单频脉冲和单频-调频脉冲,信号的频率、幅度与信号形式均可数字控制,频率变化每步1.5Hz,幅度变化每步1dB,频率稳定度达到10~(-5)/℃的量级。线路简单、稳定,经环境试验证明,满足使用要求。     

基于FPGA的遥测信号模拟源设计

遥测信号模拟源是地面卫星测试系统的重要组成部分,本文介绍了一种采用FPGk实现的可控遥测信号模拟源方案。遥测信号模拟源接收来自控制总线的数据,在FPGA中经过PSK调制处理后生成己调信号,其载波信号采样通过采用直接频率合成技术实现的数控振荡器产生。遥测信号模拟源系统中内嵌了高斯白噪声生成模块,可以根据测试需要选择是否与PSK信号混合输出。     

数字电影声频处理技术(二)

第二节 数字声频信号的互联 数字声频信号的传输与联接不像模拟信号那样容易,必须对相互联接信号的取样频率、字长、控制与编码都建立一个统一而又精确的定义,合适的互联协议才能实现成功的联接。     

无载波探地雷达高速取样头的研究

本文根据我们研究所开发的探地雷达系统要求,从理论上分析了取样噪声的来源、降低取样噪声的方法及途径,并设计了发射天线所需要的高速脉冲源(脉宽为纳秒数量级、幅度从十几代到300V的双极性对称高速脉冲)和从接收天线获取地下目标反射的毫伏数量级微弱信号的高速取样头以及收发双工开关。实验证明我们研制的取样头性能良好,它可以用在无载波探地雷达系统中作为信号采集器。     

中频加热源对测温的影响

本文研究中频加热源对测温的影响 ,控讨了中频信号对温度作用的形式和影响程度 ,并提出消除中频影响的一些措施     

基于光学锁相环的高稳定度激光稳频方法研究

报道了一种基于光学锁相环的高稳定度激光稳频方法,用于提高可调谐外腔半导体激光器(TECDL)的频率稳定度和准确度。自行研制的光学锁相环电路采用数字鉴相与差分运算相结合的方式获得高灵敏度的鉴频鉴相误差信号,并通过高速模拟PID实现整个系统的闭环锁定。利用该光学锁相环系统进行了TECDL偏频锁定至光学频率梳(OFC)的实验,实验结果表明环路锁定后拍频频率波动在±0.3Hz范围内,偏置频率为50MHz时,光学锁相环系统在1s和1000s积分时间的相对阿伦方差分别为1.5×10^-9和8.5×10^-13。系统锁定后,拍频线宽由500kHz压缩至2kHz。该研究表明采用基于光学锁相环的激光稳频方法可以实现亚Hz级的激光频差控制,通过将TECDL偏频锁定至高稳定度的参考激光源可显著提高其频率稳定度,使其能够满足超精密测量、冷原子/离子干涉测量等领域对激光频率稳定度和准确度的要求。     

简易数字频率计

本设计以单片机AT89C51为核心设计了一种简易数字频率计。它主要由输入整形电路、单片机AT89C51和显示电路等组成。被测信号(以正弦波为例)通过放大、整形电路转换成同频率的方波脉冲信号作为外部事件,采用单片机内部的定时/计数器T0进行计数。其输出信号输送至89C51单片机T0计数器对其进行计数,T1定时器进行定时。然后通过软件编程转换为频率,并通过七段数码显示管显示被测信号的频率。经测试表明,本设计基本上达到了一定频率范围测试的要求。     

脉冲信号的数控延迟及在时间频率计量中的应用

采用两路可预置的计数／分频器，对同一频率源信号进行分频后可得到同频但不同相的峡谷种脉冲信号，两路信号相位差在０°－３６０°内步时可变，可作为时间频率计量中某些检定基础上的标准源。     

基于DDS和FPGA的数字式多脉冲激励超声检测系统设计

针对现有超声波检测系统发射脉冲单一、设计复杂等不足,设计一个以现场可编程门阵列(FPGA)为核心的数字式超声检测系统。采用直接数字合成(DDS)技术,通过可编程方式控制超声波激励信号的产生。检测系统能够针对不同检测需要,灵活设置和选择不同波形、频率、脉冲宽度和脉冲数的激励信号,从而提高检测能力和适应性。试验结果表明:多脉冲激励方式能够在较低的激励电压下,获得更强的超声回波信号,实现工件内部更深范围内缺陷的有效检出。     

计算机虚拟取样测量单光子

本文通过最佳信号噪声比分析,讨论了单分子辐射单光子在具有时间均匀分布背景信号时对同步取样时间的选取。利用理论分析单分子光子源最佳信噪比与取样门的对应关系,应用计算机虚拟取样测量单分子光辐射信号,有效地抑制了背景信号的影响,分析了光场的光子统计分布特性．     

油气井套管接箍信号低通滤波处理器设计

油气井套管接箍通过磁定位仪检测得到的信号频率极低,容易被各种高频干扰信号所包围,从而无法正确识别套管中接箍的正确位置。为改善接箍信号曲线,本文设计了一种低截止频率的二阶压控电压源低通滤波器。通过滤波器频率与电容的关系选择合适的电容,再通过逆推的方法来计算电阻的取值,最后利用Multisim-10仿真软件对所设计的二阶压控电压源低通滤波器进行模拟仿真,通过改变信号源的频率得到不同的输出信号强度。通过对输出结果强度的对比,表明该滤波器的实际效果与理论计算相符合。     

非晶Fe_(52)Co_(34)Hf_7B_6Cu_1在中频磁脉冲处理下的正电子湮没研究

对Fe52Co34Hf7B6Cu1非晶试样进行了中频磁脉冲处理,脉冲磁场频率、作用时间保持恒定:1 500Hz、10min,脉冲磁场强度分别为15.92,19.9和23.88kA/m。用穆斯堡尔谱(MS)和正电子湮没寿命谱(PAS)方法研究了该试样在中频磁脉冲处理前后的结构及结构缺陷变化。结果表明,在非晶合金的制备态,正电子主要在自由体积中湮没,经中频磁脉冲处理后,非晶合金发生不可逆的结构弛豫,导致湮没寿命τ1下降。随着脉冲磁场强度的增加,非晶合金发生晶化,产生新的正电子俘获中心,导致强度I2急剧增加,I1急剧降低。     

浅析基于PI运算的高阶全数字锁相环的设计

在电子技术迅速发展的今天，锁相环的应用非常广泛，已经成为各种电子设备中必不可少的基本部件。越来越多的科研部门对锁相环进行研究，并将它应用到了通信、雷达、测量和自动化控制等领域。传统的模拟锁相环（APLL）锁定时间很短，但是它的中心频点受VCO的限制而范围较小，环路带宽较宽；当参考源出现瞬断或参考时钟源切换时，VCO输出时钟频率会出现较大的相位瞬变。针对上述问题，提出了一种基于比例积分（PI）控制算法的高阶全数字锁相环结构，并对其系统性能进行了理论分析。     

基于FPGA与单片机联合的数字示波器设计

设计采用单片机与FPGA开发系统实现数字示波器.阐述示波器的实现原理及过程,利用AD783做取样保持电路,对被测信号进行实时采样并保持,将采样信号送入FPGA,进行实施采样和等效采样,实现对信号的完整取样并还原波形,再由单片机处理,最后实现LCD显示和键盘操作.对各功能模块、电路原理进行分析.实测表明系统实时采样频率和等效采样频率范围覆盖1KHz～100MHz,输入阻抗大于1MΩ.设计模块过程中进行最大限度的数字化,外围电路简单,极大地减少了被测信号的受干扰率.系统稳定性好、可靠度高,较好的实现了设计目的.