直流共模抑制比的精确测量与校准研究

针对数据采集系统的共模抑制比测量精度不高的问题,以波形分析方式研究了直流共模干扰的表现形式,揭示了其同时含有直流偏移叠加交流波动和本底噪声的典型特征。比较了4种不同的直流共模抑制比计算方式的特点,提出以波形幅度绝对值的平均值进行干扰强度表征,并进行直流共模抑制比的定量表述,同时,使用平均值叠加模型对系统本底噪声的影响予以剔除,提高了直流共模抑制比的测量精度。基于该方法与流程,讨论了其主要的不确定度来源——信号源误差、数据采集系统增益误差、幅度测量误差、幅度分辨力误差、测量重复性等。进行了测量不确定度分析和评价;结合一个实例,给出了通道直流共模抑制比的不确定度评价结果,验证了所述方法的实用性与可行性。     

测量不确定度评定应基于误差理论

《测量不确定度指南》(GUM)因免用真值、不涉及误差等原因,曾导致一些学者将不确定度与误差对立起来,捋清测量不确定度评定与误差理论的关系,仍是当前值得论述的问题。本文从测量不确定度与真值和测量误差、测量不确定度评定方法与误差分类、测量不确定度评定与概率分布、合成不确定度与误差合成理论这几方面论述了二者间的重要关系,并根据误差理论发展情况,指出GUM应予扩展应用的若干问题。     

基于优先性的延迟噪声故障分析方法*

为了减少互连串扰噪声对电路性能的影响,提出一种top-k延迟噪声故障分析方法。通过逻辑分析方法有效地修剪受扰线和干扰线组合的分析空间,利用时序窗口计算受扰线和干扰线之间的虚假延迟噪声故障的发生概率,找到实际电路中最有可能引起虚假延迟噪声故障的top-k条干扰线。本方法能够在规定时间内消除尽可能多的虚假噪声,从而提高了串扰噪声影响下时序分析的精确度。     

高速互连总线结构中多平行传输线间的串扰分析与控制

随着数字芯片和系统的时钟频率不断提高, 串扰成为高速互连系统设计、分析中不容忽视的严峻问题。为研究串行总线结构中多平行传输线间串扰的影响, 分析了电信号传输时串扰产生的机理, 采用信号完整性分析软件Hyperlynx, 构建了三平行传输线串扰模型和总线电路模型, 研究了不同模型中控制多平行传输线间串扰噪声的方法。仿真验证结果表明, 增加传输线间距、减小介质层厚度、进行端接匹配可以明显减小平行传输线间的串扰。最后提出了减小总线电路模型中抑制串扰噪声干扰的相应措施。     

用于带有量测噪声系统的新型扩张状态观测器

提出了扩张状态观测器的一种新的形式,用于处理量测环节带有噪声干扰时的情况.ESO可以对不确定系统中的内外扰动进行观测,并以此为基础构成自抗扰控制器.但其性能会受量测噪声的影响.本文利用滤波器消除噪声的影响,并把已知的滤波器方程扩展到原有的ESO中,以补偿滤波器对实际输出信号的偏移作用.数字仿真表明,该方法可以有效的解决输出噪声对扩张状态观测器的影响.     

经验模态分解算法在角位移传感器信号去噪中的应用

当多个角位移传感器工作在多个电平时,线路间的串扰会导致内部噪声,影响传感器信号输入和输出。设计了角位移传感器线间串扰信号的多层分解去噪方法。在计算角位移传感器信号线间的串扰电压后,分别计算电容耦合和电感耦合的总串扰电压。利用经验模态分解算法对传感器信号进行逐层分解后,得到一定量的残差项和信号分量（IMF）,并将其相加生成新的信号。重复分解计算产生新的信号,然后计算信号分量（IMF）中包含的串扰信号,并根据硬/软阈值消除串扰噪声。仿真结果表明,所设计的方法可以有效地消除角位移传感器线间串扰信号噪声的影响,使传感器采集的角位移测量电路的电压信号更接近无串扰的电压信号,从而保证角位移传感器信号的有效性。     

串扰目标识别框架

提出了一个全面识别静态和动态串扰噪声的算法框架,在静态串扰噪声的识别中,通过静态串扰噪声的峰值以及噪声宽度信息来识别串扰目标。在动态串扰噪声的识别中,引入了混合时序分析,缩小了时间窗区间,并通过测试生成来验证信号间的逻辑关系,通过这些准确的时序及逻辑信息,识别出串扰目标。     

精密离心机主轴回转误差测量仿真技术研究

精密离心机主轴回转误差直接影响精密离心机动态半径的测量、离心加速度输出精度以及精密离心机主轴运行安全性,必须精确测量主轴回转误差参数;介绍一种应用3个电容测微仪测试并分离主轴回转误差与圆度误差的方法,利用MATLAB对三只电容测微仪安装角度误差、主轴全周采样点数、测试系统本底噪声对主轴回转误差测试结果影响进行仿真分析,得出采样点数N、测微仪安装角度误差δα、δβ以及测试系统本底噪声对回转误差分离的影响,基于仿真结果确定了10-6量级精密离心机主轴回转误差测量的几个工程参数。该方法已应用于某高精度精密离心机主轴回转误差精密测试中,实测表明,转速在300 rpm内精密离心机纯回转误差测量结果为0.25 μm,满足10-6量级高精度精密离心机的研制指标需求。     

自抗扰PID四旋翼飞行器控制方法研究

针对传统PID控制算法不能很好地适应非线性被控系统、鲁棒性较弱、抗扰能力差等缺点,提出了一种基于传统PID控制与自抗扰控制结合的四旋翼飞行器控制方法。在传统PID控制器的基础上,对飞行器姿态解算过程中的不确定因素和外界干扰予以实时的观测和补偿。最后在Simulink中分别搭建传统串级PID控制器和自抗扰PID控制器的仿真模型,通过分析仿真结果得出自抗扰PID控制器的响应时间比传统串级PID控制器快约30%,稳态误差较传统串级PID控制器降低约15%,超调量降低约20%。由此得出自抗扰PID四旋翼飞行器控制方法能够很好地适应四旋翼飞行器非线性系统,达到抑制外界干扰以及补偿系统控制误差的效果。     

压力测量不确定度评定基础知识讲座(七)第七讲航空发动机试验中电子扫描压力测量不确定度评定——电子扫描压力测量系统示值误差的测量不确定度评定

1 电子扫描压力测量系统示值误差的不确定度评定 示值误差的不确定度评定采用比较法,即利用准确度高的压力标准直接对电子扫描压力测量系统中所有测压通道进行检定.通常,将一稳定的测试压力同时加载到电子扫描压力测量系统各通道和压力标准,并将各通道的显示的压力值与压力标准测量值之差,即示值误差,作为测量结果.在进行不确定度评定时,除了上述示值误差之外,还要考虑压力标准的误差.     

信号串扰对高速模数转换器性能影响的分析

基于实际电路的模数转换系统建立性能分析模型,分析电路信号串扰对转换时钟的干扰,并对转换时钟在信号串扰和噪声影响下的模数转换性能进行研究,推导出有信号串扰时的时钟抖动的模数转换解析表达式,证明转换结果含有和串扰信号频率相关的无穷多项高次谐波分量,并会导致模数转换器性能降低.仿真结果证明了相关分析的正确性,通过试验进一步说明了电路信号串扰对模数转换结果的影响.     

16 bit量化误差对正弦参数拟合影响的误差界

为了定量评估量化采样序列对四参数正弦拟合结果影响的误差规律,针对16 bit量化对四参数正弦拟合带来的影响,分别在有效位数、幅度、频率、初始相位和直流分量五项参数上进行了拟合误差界的搜索。选取的条件变量分别是幅度、序列所含波形的周波数、初始相位、直流分量以及序列数据点数。以两两联动的双条件组合方式进行误差界搜索,获得了各项参数的误差界随不同条件变化而变化的曲线规律,筛分出了显著影响量和不显著影响量,以及明确的误差上界和下界。以往的研究仅使用正态随机噪声方式表征其谐波失真以外的误差要素,本文揭示了量化误差影响的周期性特征,并以曲线包络方式给出了量化误差影响的误差界。量化误差对四参数拟合影响的误差界,可用于不确定度估计,以及测量条件选择。     

高速芯片封装中多平行传输线的设计与优化

随着封装基板朝着高阶高密度方向发展,其信号完整性问题也日趋严重。为研究高速互连结构中反射、串扰等问题与封装基板类型、设计参数和传输线物理特性的相关性,改进了简单的二线平行耦合模型,采用三维电磁仿真软件构建了新的封装级三平行传输线模型,分析了陶瓷基板与有机基板上的传输线反射和串扰特性,研究了该结构下减小反射系数与串扰噪声的方法。仿真结果表明,封装基板上传输线反射系数S₁₁与阻抗匹配程度相关,受信号线宽、厚度和介质厚度影响较大,且S₁₁最小值在不同频率下匹配的最优线宽也不同,需根据不同信号频率具体选择。近端串扰系数受边缘场作用,与线间距密切相关,远端串扰系数受介质厚度影响较大,在相同条件下,远端串扰噪声一般小于近端串扰,对其评估时需结合基板上信号密度、基板材料特性和介质厚度具体分析。     

串扰延迟变化曲线的分析计算

在串扰噪声及互连线延迟研究的基础上,分析了串扰延迟的本质以及串扰延迟变化曲线的计算问题;深入探讨了串扰延迟变化曲线和串扰噪声的关系,指出两者并不存在镜像关系,最大串扰延迟变化并不一定对应于串扰噪声尖峰值;研究了几个重要参数对串扰延迟变化曲线影响的灵敏度．全SPICE模拟结果说明了文中分析的正确性和准确性．     

远端串扰下永磁探测电路相位鉴频特性测量

压电式永磁探测电路广泛应用在远程目标探测系统中,其在远端串扰下的相位鉴频特性准确分析可提高探测系统的测量精度。传统方法采用红外和声脉冲等探测进行电路相位鉴频特性测量控制,在强磁场中曲线趋于饱和,测量性能不好。提出一种基于引入正弦脉宽调制控制的端串扰下压电式永磁探测电路相位鉴频特性测量方法,并进行系统设计,首先进行压电式永磁探测电路系统设计,采用自适应噪声抵消方式处理远端串扰的干扰,设计远端串扰下压电式永磁探测电路,通过相位鉴频特性测量分析,实现电路的混频、倍频等频率变换,完成远端串扰下电式永磁电路的相位鉴频特性测量控制。系统测试结果表明,该测量方法和系统具有较好的远端串扰抵消性能,准确分析电路系统的相位鉴频特性,远程目标探测准确率提高,性能优越。为远程目标探测系统设计提供了硬件电路系统设计基础。     

多用户VDSL2系统远端串扰抵消算法

随着宽带接入网速率提升,VDSL2技术成为最后一公里的主流接入方式。用户数量急剧增加使传输线路之间串扰成为制约VDSL2系统性能的重要因素,线路之间串扰分为近端串扰（NEXT）和远端串扰（FEXT）,VDSL2系统采用正交频分复用调制技术,近端串扰可以通过滤波器滤除,远端串扰却无法消除。主要研究VDSL2系统远端串扰噪声消除的方法,提出远端串扰噪声如何进行评估和计算,推导出远端串扰噪声计算公式,通过公式可以计算出每条线路受到其他线路串扰噪声的大小,然后发送信号时通过串扰噪声预抵消运算,接收到的信号就能成功消除串扰噪声的影响,提高了接收信号的SNR值,进而提升了VDSL2传输速率。     

高频电磁镜面板平面度测量的不确定度评定

针对某部队高频电磁镜面TEM室的镜面板平面度误差测量与评定任务,从测量仪器的选择、测量误差的评定等方面解决镜面板平面度测量不确定度的评定问题。与传统的平面度误差测量不确定度评定方案不同,重点针对高频电磁镜面TEM室的超大镜面板平面度进行不确定度评定。测量方法采用相对测量法,从测量便利性方面选择合像水平仪,误差评定选择最小二乘法,基于MATLAB融入蒙特卡罗方法对其进行平面度误差评定,评定结果为4μm,解决了高频电磁镜面板的平面度误差评定问题,保证了高频电磁信号的高保真传递,实现了大型TEM喇叭、D-dot等电磁传感器的精确校准。     

高速大容量DDR微系统过孔串扰研究

随着高速数字微系统中DDR总线信号传输速率与系统集成度的不断提高,过孔串扰问题成为影响系统信号完整性的不可忽视的因素之一。基于电磁耦合理论,通过建模仿真方法量化分析了过孔串扰的主要影响因素以及串扰噪声对信号质量的影响,在此基础上提出了过孔设计的主要原则以及减小串扰噪声的优化设计方法;介绍了一种正反面腔体结构系统级封装的信号处理微系统基板,结合JEDEC标准对DDR3总线进行了仿真分析与评估,通过以上方法优化过孔串扰大大改善了DDR总线的信号完整性,验证了该方法的正确性与有效性。     

基于相关分析的光纤光栅Bragg波长偏移值测量

在分析光噪声对光纤光栅Bragg波长偏移量测量影响机理的基础上,利用数字信号处理技术中信号的互相关分析对信号噪声的抑制及其在信号时延长度测量中的应用,将光纤Bragg光栅反射功率谱序列等效为信号的一个时间抽样序列,在较强噪声条件下,对基于光纤Bragg光栅的测力传感探头受拉后Bragg波长的偏移量,使用相关分析的方法进行了测量;结果显示,该方法将光纤光栅Bragg波长偏移值的测量波动最大差值由一般方法的90pm降低到了28pm,有效减小了由噪声引起的Bragg波长偏移值的测量误差.     

基于XDSL串扰噪声的应对技术分析研究

在DSL运行环境中,由于电缆内部线对间的非屏蔽而存在电磁耦合导致的串扰。串扰噪声造成XDSL速率下降甚至重训练,影响业务质量。本文对串扰导致的性能损失和导致重训练的原因进行分析并且就解决串扰导致稳定性问题的方法进行探讨。