高性能调制域测量单元的设计

现代线性调频雷达和调频雷达等设备在调制域领域提出了大带宽和短采样间隔的测试需求,通过组合应用专用计数芯片和可编程逻辑器件,同时应用数字内插时间精密测量技术,实现了一种高性能调制域测量单元,实测结果表明测量带宽达到了3.5GHz,最小采样间隔达到了100ns,能够满足雷达等设备在调制域领域的测试需求,已成功应用于宽带调制域分析仪产品中。     

无死区测频方法

本文根据对无死区连续测频的实用要求,介绍了无死区计数器的基本原理和几种易于实现的用法,并对其性能进行了分析。     

基于三相PWM整流器的无死区空间矢量调制策略

与常规的连续空间矢量调制（SVM）相比,不连续空间矢量调制可使器件的平均频率低于采样频率,因而可降低变换器的开关损耗,该文分析了连续SVM二种形式－单一零矢量SVM和分区零矢量的工作原理,实现方式及开关损耗的计算方法,这种不连续SVM可使平均开关频率降低约1／3,通常电压型PWM变换器上下桥臂间的换流死区不仅增加谐波含量,并降低了电压利用率和可靠性。该文在分析了电压型整流器换流过程的基础上提出了电压型整流器的无死区控制策略,改善了这类变换器的工作性能。并与分区零矢量SVM的调制方式相结合。提出了无死区的分区零矢量不连续SVM控制策略,实验结果证实了所提控制策略的可行性及其在改善相应PWM变换效率方面的优越性。     

调制域分析仪中的非线性数据处理技术

本文讨论了调制域分析仪测试误差的来源及其特性。提出一种自适应非线性混合滤波的数据处理方案（ＡＮＨＦ）,分析了ＡＮＨＦ的滤波特性,通过对大量实测数据的处理,证明该方法能有效减少各种随机测试误差,提高测量精度,同时保护被测信号的边缘特征。     

基于空间矢量脉冲宽度调制的有源电力滤波器死区补偿研究

为了防止逆变器同一桥臂上、下两个开关器件发生直通故障而设置的死区时间使得逆变器无法对指令电流实现精确跟踪,影响有源电力滤波器(APF)的补偿效果,对死区效应的影响进行分析。结合空间矢量控制方法的特点,提出了一种简单、有效的脉冲直接补偿方法。该方法能够精确地消除死区效应的影响,并通过Matlab建立APF的仿真模型。仿真结果验证了该补偿方法的有效性。     

死区时间的三个要素及无死区控制

提出了存在死区时间的三个要素,分析了几种典型电压源桥式变换器实现了无死区控制的可行性,最后给出了三相无死区控制高功率摁数整流器的仿真和实验结果。     

逆变桥无死区控制技术研究

分析了逆变器的死区效应,给出了桥式逆变器无死区控制方案。根据电流极性将桥臂等效为2个开关单元,无需设置死区时间。采用桥臂反并联二极管导通方法检测桥臂输出电流方向,无需电流传感器,降低了成本。采用简单的模拟电路设计了无死区控制的逻辑电路,以半桥逆变器为例进行了实验研究。实验结果表明,该控制方案可以明显改善逆变器的输出波形,提高直流电压利用率,开关管驱动信号只在半个基波周期内有效,开关损耗显著降低,有很好的实用价值。     

一种基于单极调制的SPWM变频电源死区设置的新方法

分析了SPWM逆变电源的单极调制技术相对于双极调制技术的优缺点 ,提出了一种只在正弦基波换相处设置死区时间的新方法。阐述其机理并给出其PSPICE仿真结果     

直流电动机脉宽调制式驱动器设计

采用D触发器及与非门构建“保护型”脉冲宽调制电路和H型双极模式驱动电路,设计出一种适用于高精度伺服系统的直流电动机脉冲宽调制式驱动器。该驱动器具有体积小、成本低、简单适用、安全可靠等优点。已成功应用于某公司的自动控制教学实验仪器上。     

基于脉冲波形时域特征的局部放电识别

建立了一套数字化实时高速局部放电波形测量系统,由简单实验室模型和工业仿真模型取得了不同类型局部放电的脉冲电流波形,包括空气中和油中尖板电极放电,电机模型线棒内部气隙放电,线棒端部沿面放电,用分段的时域数据压缩法提取了脉冲波形特征,采用分级人工神经网络进行放电模式识别,以得较好效果。     

基于FPGA的线性调频信号脉冲压缩设计

线性调频信号是现代雷达系统中一种常用的信号形式,通过脉冲压缩处理,可以得到良好的距离和径向分辨率。在研究线性调频信号脉冲压缩基本原理的基础上,得出通过时域匹配滤波、基本运算卷积加法等处理实现信号脉冲压缩的方法,并做了MATLAB仿真分析。详细介绍了基于FPGA技术的线性调频信号脉冲压缩的设计方法,使用Xilinx公司的XC6VLX240T芯片和ISE开发软件进行硬件系统的实现,并将结果与仿真效果进行比对,验证了硬件实现脉冲压缩的可行性与有效性。     

Analytical establishment of the minimum-distortion pulse density modulation

Contents The paper presents an analytical establishment of a pulse density modulation (PDM) principle that features the minimum distortion power, as measured at the output of a filter located after a PDM-controlled inverter. The filter is assumed to be an integrator, which corresponds to the filtering action performed by motor loads with the stator resistance neglected. The discussion presented in this paper shows that a modulator which generates the minimum distortion is a generalized first-order sigma-delta modulator. This remains true for both half- and full-bridge single phase inverter topologies, as well as for the three-phase bridge topology, providing that the quantizer within the modulator uses the same collection of output vectors (normalized) as the inverter. In the three-phase case, such a modulator enjoys other advantages in addition to minimizing the harmonic distortion; namely, it chooses zero vectors systematically and the line-line switching function is essentially free of ±1 transitions.

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Analytische Ableitung der minimalen Verzerrungsleistung der Puls-Dichte-Modulation

Übersicht Der Aufsatz beschreibt eine analytische Ableitung der Puls-Dichte-Modulation (PDM) nach dem Prinzip der minimalen Verzerrungsleistung, gemessen am Filter-Ausgang. Das Filter befindet sich am Ausgang des PDM-gesteuerten Pulswechselrichters. Es wird angenommen, daß das Filter eine Integratorfunktion hat, welche der Filterung durch die Motorbelastung (mit Vernachlässigung des Ständerwiderstandes) entspricht. Es wird gezeigt, daß der Modulator mit minimaler Verzerrungsleistung ein verallgemeinerter Sigma-Delta-Modulator erster Ordnung ist. Das gilt sowohl für halb- und vollgesteuerte einphasige Pulswechselrichter wie für Drehstrom-Brückenschaltungen unter der Bedingung, daß der Quantisierer in dem Modulator dieselbe Folge der Ausgangsvektoren (normalisiert) wie der Pulswechselrichter verwendet. Im Drehstrom-Fall hat dieser Modulator außer der minimalen Verzerrungsleistung noch andere Vorzüge; er wählt systematisch die Nullvektoren und die Schaltfunktion ist frei on ±1-Übergängen.

     

Improvement of pulse width modulation techniques

Contents Pulse width modulation (P.W.M.) techniques, adopted in inverters for modern variable speed drives, allow an easy adjustment of the fundamental component of the output voltage.Their use, however, entails certain disadvantages such as the complexity of the electronic control circuits and especially the deterioration of the performance of the inversion circuit. There such disadvantages can be reduced by resorting to improved modulation techniques.This paper deals with an advantageous modification of the shape of the modulating wave in the suboscillation P.W.M. technique.

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Übersicht Pulsbreite-Modulationsverfahren, wie sie bei Wechselrichtern für Drehzahl-Regelantriebe verwendet werden, gestatten eine einfache Steuerung der Grundschwingungen der Ausgangsspannung. Bei der Anwendung sind allerdings verschiedene Nachteile, vor allem hinsichtlich der Komplexität, der elektrischen Steuerung und der Wechselrichterschaltung in Kauf zu nehmen. Diese Nachteile lassen sich jedoch durch verbesserte Modulationsverfahren mildern. Der Beitrag beschreibt eine vorteilhafte Version von Unterschwingungs-Modulationsverfahren.

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Research for this article was supported by the Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR—Gruppo, Macchine Elettriche), Padova, Italy.     

Total reflection in the time domain

Contents Time domain solution for total reflection of a Dirac shaped incident electromagnetic wave is calculated analytically. The impulse responses of the reflected and evanescent waves are discussed with special regard to causality. Finally the energy flow of the evanescent wave for a bell shaped incident wave is analyzed.

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Totalreflexion im Zeitbereich

Übersicht Die Zeitbereichslösung für die Totalreflexion einer einfallenden Dirac-förmigen elektromagnetischen Welle wird analytisch berechnet. Die Impulsantworten der reflektierten und der evaneszenten Welle werden unter besonderer Berücksichtigung der Kausalität diskutiert. Des weiteren wird der Energiefluß für eine glockenförmige einfallende Welle analysiert.

     

基于时域反射计的信号采集系统设计

时域反射计（TDR）是PCB行业检测产品的特征阻抗是否符合或达到预计要求的最主要的测试方法,也是解决信号完整性问题的主要手段。本文提出了一种基于时域反射计的信号采集系统的设计。首先讨论了时域反射计的测量原理和顺序等效采样方法。既而详细地介绍了数据采集、精密步进延迟等关键电路的设计实现。设计方案的正确性已在工程中得到验证。     

时域抗JPEG压缩数字水印算法的设计

本文首先介绍数字水印的含义、用途和基本特征;然后详细说明了为了隐藏秘密信息,防止针对图像有意或无意的攻击,设计了基于时域的抗JPEG压缩数字水印算法,并讨论了水印嵌入过程中各个参数在调节水印不可感知性、鲁棒性和容量3者关系时的作用;最后,本文列出了不同攻击下水印嵌入的效果和水印提取的结果.其结果表明,该方法可以针对所经受的JPEG压缩程度以及其他攻击的强度,自由调节各个参数,以达到水印不可感知性、鲁棒性和隐藏信息容量之间的平衡,并保证隐藏信息的完整性.     

逻辑分析仪的设计与实现

设计了一款简易逻辑分析仪.采用数字信号采集以及数字示波器存储显示原理,以ARM芯片S3C44B0X与FPGA芯片EPC2Q208C6组成系统核心.该设计由数字信号发生器、数据采集、触发控制、数据存储、显示等模块构成.该设计具有多级采样时钟和32路采样通道,具有测试速率高、多输入通道、触发方式多等优点.采用VHDL编程,在QuartusⅡ下进行编译、综合、仿真,然后下载到FPGA器件上成功实现了逻辑分析的常规功能,验证了该设计的正确性.     

Radiofrequency pulse design with numerical optimization in the Fourier domain

Objective and methods

A radiofrequency (RF) pulse design technique is presented that uses iterative constrained minimization to determine Fourier domain coefficients for an optimal time domain RF pulse. The design of new RF pulses is especially beneficial for field strengths of 7.0 T and above, where challenges pertaining to specific absorption rate (SAR) are exacerbated.

Results and conclusion

A pair of 90° and 180° spin-echo pulses was designed to lower SAR without the need for a variable slice gradient. The optimized pulses were deployed to a 7.0 T human scanner to demonstrate a reduction in SAR while retaining signal-to-noise (SNR) ratio.