数字控制低频扫描仪的设计与实现

以低频网络为分析对象,采用数字式扫频的方法设计了低频扫描分析仪系统。系统主要由微控制器、扫频信号源、低通滤波器、幅度控制和峰值检波5个模块组成。其中扫频信号源以DDS专用芯片AD9833为核心构成,峰值检波采用运算放大器和分立元件构成。系统软件采用C语言编写,能方便地进行修改和移植。经过测试,系统在50 Hz到20 k Hz频率范围内能够对被测网络的增益及±3 d B的带宽进行测量,最小扫频频率步进可以达到0.1 Hz,测量误差小于5%并能实现自动增益控制。     

基于LabVIEW的偏振调制激光测距测量控制系统

偏振调制激光测距通过连续改变调制频率,并同步探测回波信号来实现对绝对距离的高精度测量.介绍了偏振调制激光测距的测量原理,提出了对扫频控制与同步信号采集的性能要求.基于虚拟仪器LabVIEW,设计了偏振调制测距扫频控制和同步信号采集系统,硬件部分包括射频信号发生器、数据采集卡、探测器等,软件部分包括基于LabVIEW编写的扫频控制/同步数据采集程序和界面显示程序.在20 m和40 m距离处分别进行测距实验,得到了稳定的测距结果,验证了测量控制系统的快速扫频和同步数据采集功能.     

基于LabVIEW的太赫兹二维扫描成像系统设计

采用LabVIEW语言设计的透射式单频太赫兹二维扫描成像系统,选择基频为140 GHz的太赫兹源发射连续的太赫兹波,调用平移台驱动器和锁相放大器的LabVIEW功能函数,实现了待成像样品的逐点二维移动和太赫兹信号的幅值数据读取,对样品位置及其对应的幅值信息进行图像重构与灰度处理,完成了太赫兹二维快速扫描成像的设计。使用基频140 GHz和3倍频420 GHz作为太赫兹成像源,对网孔钢板和十字板两个样品进行成像实验,验证了所设计本系统的成像效果的有效性和可行性。实验结果表明:420 GHz辐射源的成像分辨率高,成像分辨率主要与样品的扫描步进和太赫兹源波长有关。     

扫频测量在GMI效应测试中的应用

对磁性材料巨磁阻抗(GMI)效应的研究需要测试其在不同频率下的GMI曲线,而用传统GMI测试方法构建的系统在单次测试中只能得到单个频率下的GMI曲线,因此需要多次测试才能得到材料在不同频率下的GMI曲线,测试效率十分低下。将扫频测量方法引入GMI效应的测试中,分析了GMI效应扫频测量的原理,并应用于LabVIEW软件编写的GMI测试系统程序。通过对Vitrovac6025带材的GMI效应进行对比测试实验,发现该扫频测量方法测得的GMI效应曲线与其他文献测试结果一致,并且该方法可以在单次测试中实现被测材料的多个频率下GMI效应的同时测量,从而大大减少了GMI测试所耗费的时间,提高了测试效率。     

声表面波温度传感器频率分级扫描方法研究

针对声表面波(SAW)谐振腔体的频率响应单侧单调特征,为提高传感器的温度响应速度,提出了一种频率分级扫描方法,将频率扫描分为粗扫频和精扫频两个阶段,以不同的扫频步长依次进行.利用粗扫频确定中心谐振频率所处的频率区间,再在该频率区间内利用精扫频得到腔体中心谐振频率,可将温度传感器扫频时间降为原来的1/7.利用提出的频率扫描方法开展实验研究,分别研究了单个传感器的温度量测不确定度和多个传感器的温度量测一致性,并分析了实验结果.     

基于LabVIEW的低频虚拟信号源设计

介绍了基于图形化编程语言LabVIEW的低频虚拟信号源的设计方法。该低频虚拟信号源可以产生各种基本信号，扫频信号，具有频率与峰峰值显示等功能。     

基于多频扫描的硅微谐振压力传感器测试方法

为了对硅微谐振压力传感器进行快速、高精度的开环特性测试,提出了一种基于多频扫描的频率特性测试方法.通过数字电路将多个不同频率的扫频信号叠加作为驱动信号,以实现在整个测试频带范围内高效且高精度的频率特性测试.搭建了以现场可编程门阵列(FPGA)为核心的多频扫描测试系统,采用4个正弦扫频信号叠加进行测试,结果表明:多频扫描测试与稳态扫描测试精度基本一致,但测试效率提高了4倍.多频扫描测试方法在保证测试精度的前提下,显著提高了测试效率,能够更好地满足高Q值传感器及其在批量生产过程中的测试需求.     

基于软件无线电的无线频谱测量接收机设计

无线频谱测量接收机要求具有对宽带频谱的快速扫描功能,和对特定目标信号的实时高分辨率频谱分析能力;采用软件无线电的设计思想,通过分离的数字下变频通道分别处理扫频信号和谱分析目标信号,达到了11GHz/s的扫频速度和0.2Hz的频谱分辨率;给出了实用的接收机实现方案,并通过实现结果验证了方案的有效性.     

基于E3238S的电磁环境监测系统设计与实现

为实现电磁环境快速和高精度监测,采用先进的E3238S仪器,增配相应的硬件,设计开发了系统软件,形成了一套完整的电磁环境监测系统,实现了电磁信号分选、识别、测频、测向等功能,频率范围达到1~18 GHz,扫描速度达到10 GHz/s,测频精度优于0.1 MHz,测向精度优于3°(r.m.s);实际使用结果表明:该系统充分利用了E3238S仪器的优势,弥补了其存在的不足,能够实现电磁信号的高速搜索、分析捕获、测向、测量数据长时间存储、数据回放等功能,满足了电磁环境监测的需要。     

无源LC传感器信号读取系统扫频源设计

针对连续快速的高频线性扫频信号源在无源LC传感器信号读取中的应用需求,设计并实现了0~400 MHz任意频率段的线性扫频源系统;该系统的核心器件为直接数字频率合成器(DDS)AD9910,采用该芯片的RAM模式和数字斜坡模式,详细介绍各模式工作原理及寄存器的具体配置过程,并分别以这两种模式实现了输出扫频信号;测试结果表明,两种方式均可实现高频高速捷变稳定信号的连续扫频;该扫频源具有高精度、稳定性好、频率捷变快和小型化的等特点,为LC传感器的工程应用提供了技术基础。     

面向角速度传感系统的微球腔实验研究

微腔角速度传感系统是新一代光学传感器的代表。提出一种面向角速度传感系统的微球腔,其中微球腔作为核心部件直径约为1 mm,根据测量及相关公式计算,半高全宽为10.5 MHz,自由谱宽65.89 GHz,Q值1.84×107,精细度为6.26×103。微球腔特有的高Q值、高分辨率、制备简单等性能,使其具有长远的发展前景。详细介绍了整个系统的工作原理,并通过使用不同波形、不同频率的扫频及调制信号进行实验,对比透射曲线和鉴频曲线的形态,获得在球腔系统中的最适参数。经验证,使用频率为10 Hz的正弦波进行扫频,1 MHz的三角波作为进行调制,能够使系统处于更优的状态。     

基于LabVIEW的钢轨阻抗特性测量系统

改进型多特征脉冲轨道电路可以较完善地解决原有站内轨道电路"分路不良"问题。钢轨作为它的主要部件,分析其阻抗特性随不同频率信号的变化情况,对该电路电气特性的分析与优化设计具有重要意义。但是,已有的阻抗测试方法或系统只能对单点频率下的钢轨阻抗进行测量。针对该问题,在LabVIEW软件平台下,构建了一款基于专业声卡的轨道电路钢轨阻抗测量系统。该系统能够实现一定频带扫频下,各频点钢轨阻抗值的实时测量。采用多通道数据采集,具有测量精度高、频响范围宽等优点。将从硬件和软件的设计与实现等方面对系统结构及功能进行介绍,并通过测量实例说明该测量系统在阻抗测试方面的优势。     

基于LabVIEW的Z扫描测量系统设计

Z扫描测量是进行三阶非线性光学研究的一种重要方法,目前实验室所用的Z扫描测量系统都需要手工操作,使用十分繁琐;采用LabVIEW图形化编程环境开发了一套Z扫描自动测量系统,实现了在软件界面上的便捷操作;并利用LabVIEW强大的数学分析和处理功能对采集的数据进行拟合、分析、计算,得到最终结果;通过试验,验证了系统的可靠性。     

微弱信号混沌检测的自跟踪扫频控制方法

当利用混沌理论进行微弱信号的检测时,针对不同频率的信号只能分别构建不同的检测系统进行检测,势必使其检测效率低下.本文阐述了一种分频段阈值变换的混沌检测方法,并基于该方法实现了自跟踪扫频检测.为此,首先分析了微弱信号混沌检测方法中的变阈值法和定阈值法,指出了这两种方法的优缺点,然后提出了分频段阈值变换的混沌检测方法,并基于该方法开展了微弱信号的自跟踪扫频检测控制的研究,设计制作了微弱信号自跟踪扫频检测控制电路,并进行了微弱信号自跟踪扫频混沌检测的实验研究.结果表明该检测控制系统可以实现在噪声背景下的中低频率微弱周期信号的自跟踪扫频检测.     

基于虚拟仪器的晶振频率测量系统的设计

本文阐述了一个基于LabVIEW软件的晶振频率测量系统的硬件原理,介绍了使用LabVIEW软件对该测量系统进行控制以及与PC机之间进行数据交换的设计过程,系统的讲述了使用LabVIEW软件与计算机底层通信的方法,实现了虚拟计数器的软硬件设计并进行了计数实验.     

基于CompactRIO的便携式航空发动机频率测试系统

为了满足频率测试系统的便携性要求,利用NI公司的CompactRIO(CRIO)平台设计了便携式频率测试系统.利用LabVIEW FPGA开发了CRIO的底层FPGA模块,实现对频率数据采集模块的控制与管理;利用LabVIEW RTOS开发了CRIO的基于Lunix的核心软件模块,实现了对频率数据的变换、管理及与上位机通信;最后利用LabVIEW开发了上位机显示和管理软件.基于CRIO的便携式频率测试系统具有体积小、重量轻、精度高等优点,充分满足了航空发动机频率测试系统的功能要求.     

扫频式FFT频谱分析仪数字中频全软化设计与实现

提出了扫频式FFT频谱分析仪一种全软化解决方案,采用相位差校正法解决了FFT计算中的频谱泄漏问题,实现了全景范围实时、高精度的频谱测量;经仿真与实际信号验证,频谱幅度测量精度可达到1%,频率测量精度高于0.1%;该方案已经成功应用于某武器型号的测试系统中.     

基于LabVIEW的微机械陀螺自动测试系统开发

为了快速评估微机械陀螺的性能参数,结合NI PXI 4461数据采集卡,用LabVIEW软件实现了陀螺信号处理算法和若干关键指标测试功能,包括陀螺扫频测试、闭环驱动控制测试、标度因数和零偏等相关性能测试.实验结果表明,该自动测试系统借助LabVIEW强大的信号处理功能以及灵活的在线调试大大地提高了陀螺芯片测试与筛选的效...     

可变速率Chirp-UWB信号产生系统的设计和实现

针对采用查找表法产生Chirp-UWB基带信号需要耗费大量ROM资源的问题,提出了CORDIC算法结合正交上变频以及倍频技术的Chirp-UWB信号产生系统的设计方案.该方案产生的Chirp-UWB信号中心频率为3.6 GHz,信号带宽和扫频周期可控,在所产生信号带宽为600 MHz的情况下,最大码片速率可达3.125...     

一种钢板空气隙缺陷的巴克豪森检测方法

基于巴克豪森效应,提出了一种钢板空气隙缺陷无损检测的方法。根据趋肤效应,改变交变磁场的频率对钢板进行逐层扫描检测,通过检测在不同激励频率下钢板表面接收到的巴克豪森信号,分析信号扫频曲线是否出现拐点,从而实现对钢板内空气隙缺陷的检测。对Q235钢板试样进行缺陷检测实验,结果表明该方法可实现对钢板内部空气隙缺陷的检测和定位。