基于相位和强度调制的微波测频技术研究

为了更好地对微波信号进行频率测量，采用了一种基于相位调制和强度调制相结合的瞬时测频方法。一束连续波光源通过耦合器被分成两路，未知微波信号分别同时经过相位调制器和强度调制器从而对载波进行调制，之后进入两段长距离的单模光纤中。在光纤中由于色散引起的微波功率损耗的特点，可以获得单调变化的频率-幅度的映射关系，继而通过光电探测的微波信号输出功率比得到幅度比较函数；另外还分析与实现了测频范围与测频精确度的优化。结果表明，该方案结构简易，能够快速精准地测量出未知信号的频率，测量范围可以达到0.5GHz~53GHz，测量误差小于±200MHz。该方法可以有效地测量微波信号频率，可靠性强，适用范围广。     

正弦相位调制位移干涉测量技术中调制频率的优化选择

针对正弦相位调制(SPM)干涉测量技术用于位移测量时,调制频率对干涉信号相位解调的影响,提出一种调制频率的优化选择依据.通过对干涉信号的频谱进行分析,发现当被测位移幅度较小时,较小的调制频率即可满足相位解调的要求;而当被测位移较大时,必须相应地增大调制频率,才能获得比较准确的测量结果.模拟计算以及实验结果表明,被测位移信号的幅度每增大四分之一测量光源波长,调制频率需要相应增大4倍于被测信号频率的大小,才能满足正弦相位调制位移干涉测量技术信号处理的需要.     

调制域分析技术及实现

介绍时间频率测量新的概念——调制域分析,调制域分析技术的研究起因于如何描述被测频率的变化。着重分析调制域测频的方法,给出实现调制域测频的系统框图,阐述了调制域测试的关键技术:零空载时间计数器(Zero-Dead-Time,ZDT)和内插技术,介绍了游标内插法。调制域的引入使得在时域和频域中难以描述的信号参数和信号特性可以在调制域中方便地表达出来。     

雷达多普勒信号模拟的原理与实现

分析了雷达多普勒信号模拟的原理，提出了单边带调制中提高镜频抑制比的比较有效的方法：即由调制信号的相移偏差来补偿载波相位和幅度的偏差。针对某无线电引信实时动态测试系统的要求，采用DDS技术，利用FPGA产生了多个频率点、相移精确可调的两路信号，与栽波进行单边带调制，得出的多普勒频移信号较好地满足了系统的要求。     

正交混频相位式激光测距方法与系统实现

针对传统的二次混频式激光测距仪鉴相精度不高,难于消除系统误差等问题,提出了正交混频相位激光测距法,利用成熟的正交调制技术进行激光光强的幅度调制,提高了基于二次混频原理的激光测距仪的鉴相精度,并且通过改变低频信号相位来获得两个相对很小的频差,易于消除系统附加相移,大大简化了二次混频式激光测距仪的硬件设计。详细阐述了基于正交混频相位测距方法的激光测距原型机设计要点。系统原型机设计方案采用了集成度很高的正交调制芯片完成,结构紧凑没有冗余元件。原型机实验精度达到±1.52mm,在62.5MHz频点下测相精度达到0.042°,并且可以很方便地通过加入多频调制的方法大大提高测量距离,是采用二次混频法进行相位激光测距的优秀解决方案。     

半导体激光器高频调制技术

文中详细介绍了一种半导体激光器高频调制的设计方案并给出了实验结果,设计了基于直接数字合成技术的高精度三频调制信号产生电路,同时该电路还为后续差频测相提供高稳定的本振信号;该方案能实现对半导体激光器150kHz,15MHz,150MHz三个频点的电流调制,消除了温度对激光器调制特性的影响,在各个频点均达到了很高的频率稳定性,并能实现测尺频率的迅速切换,为相位法激光测距测程和精度的进一步提高奠定了良好的基础.     

基于CORDIC算法的数字瞬时测频

数字瞬时测频(DIFM)是现代雷达对抗中的关键技术之一,它要求在极短的时间要完成对输入信号频率的测量。传统的瞬时测频方法是将频率信息转化为相位信息,之后再把相位信息转化为幅度信息,通过对幅度信息的量化编码,从而得到输入信号的频率。文中提出的是基于下变频,CORDIC算法的相位计算和相位推算法的数字瞬时测频方法。CORDIC算法的相位计算避免了乘法器的使用,因此适合实际应用。通过仿真得知,该方法对于单频信号的频率测量精度高,瞬时性好的优点,特别适合现代电子战接收机数字瞬时测频的需求。     

基于采集相位的瞬时测频技术

介绍了通过采集接收信号的相位参数,利用对采集信号的相位参数进行双回路解调和选用高速率数字信号处理器(DSP)构成的瞬时测频技术,适用于雷达侦察测频系统。讨论了随机相位波动产生频率误差,给出了在测量频率范围内随机相位波动产生的频率误差的最大均方根值误差。     

频率测量研究综述

频率测量,主要分为五类:直接测频法、时间间隔—相位转换测频法、数字化测频法、内插测频法和混频测频法。直接测频法是对频率直接进行测量;时间间隔—相位转换测频法是利用相位重合点检测技术将对频率的测量转化为对相位的测量;数字化测频法是利用现场可编程门阵列使频率测量能高速可靠的进行;内插测频法利用内插法完全消除频率测量原理误差的优点来进行高精度频率测量;昆频测频法利用混频技术使待测频率和标频相匹配来实现高精度频率测量。本文综述了频率测量间题的研究成果,并进行了分析和总结。     

基于量程自动转换的频率计设计

给出了基于EDA技术并结合测频法和测周法来设计一个频率测量系统的具体方案,该方案在高频时采用测频法,而在低频时采用测周法,且两种测量方法在频率分界点可以自动转换,从而在一片FPGA芯片上实现了高低两种数字频率计的设计.     

小型化数字测频接收机

本文介绍了AD公司的RF/IF相位和幅度测量芯片AD8302,并以此芯片为核心,组合功分器、延迟线和FPGA芯片设计了瞬时测频接收机,改进了传统的设计方案.依照设计制作了测频系统,并对系统整体性能进行了测试,测试结果表明本系统可以准确测量1.4～2.0 GHz范围内的信号,测频精度为10 MHz.     

基于μC/OS-II的嵌入式激光测距系统

本文介绍一种基于ARM9的激光测距系统的硬件原理设计和软件设计方案。以ARM9处理器为控制核心,采用相位法激光测距技术,首先用正弦信号调制半导体激光器的发射激光,然后将被测物反射的激光用光电探测器转换为电信号,采用相位测量技术测量出发射信号与接收信号的相位差,从而计算出与被测物的距离。最后使用实时操作系统μC/OS-Ⅱ作为系统控制核心,以确保测量精度。     

基于振弦式传感器测频系统的设计

设计了一种基于振弦式传感器的测频系统,介绍了振弦式传感器的工作原理,详细介绍了测频系统的设计思想、硬件电路组成及工作原理和软件设计流程。本测频系统具有硬件电路简单、激振可靠、激振频率可控、信号灵敏度高等特点,大大缩短了现场测量与计算时间,减轻了劳动强度,提高了测量计算准确度。     

基于FPGA的数字频率计设计

减少数字频率计的测量误差,提高测量精度是频率计设计的热点问题。文章中数字频率计采用了多周期同步测频法,从而保证了闸门信号与被测信号同步。克服了基于传统测频原理的频率计的测量精度随被测信号频率变化而变化的缺点,并消除对被测信号±1的测量误差,实现频率范围内的等精度测频方案。系统采用VHDL语言实现设计,有效提高了设计效率和系统的可靠性。     

原子干涉仪中拉曼激光的相位-频率双调制稳频

为降低拉曼激光的频率噪声,提出了一种相位-频率双调制稳频技术。用光纤电光相位调制器对激光进行调制并产生大失谐边带;用射频信号对光纤相位调制器的微波驱动信号进行频率调制,通过锁相放大法将一个大失谐边带锁到铷原子的饱和吸收谱线上。利用该技术实现了拉曼种子激光的稳频和2 GHz的移频,拉曼激光的线宽大幅压窄到56 kHz,预期拉曼激光频率噪声引起的原子干涉重力仪的单次测量噪声可降低到7×10-9/s2。     

一种用于光学条纹相机的种子源设计

介绍了一种基于锁相环及频率合成方法产生高重复频率正弦同步扫描种子源产生技术。利用锁相环实现了正弦信号与触发光脉冲的同步跟踪, 并通过频率合成实现对正弦小信号的频率、相位、幅度的调制。调制相位可实现扫描时间的延迟, 调节振幅可实现不同扫描速度。电路系统进行了实验测试, 获得频率可达250 MHz、时间抖动小于10 ps的稳定正弦同步扫描种子源, 证明设计达到了预期目标, 满足光学条纹相机对种子源频率、幅度、抖动的高精度需求。     

新型相位式激光测距系统电路的设计

为了提高相位式激光测距系统的精度和可靠性,设计了一种新型的相位式激光测距系统的发射和两路几乎一致的接收电路。通过采用具有微小频差的低抖动时钟发生技术,差频测相技术等原理,系统可以实现特定环境下的高精度测量。系统由级联式PLL可编程时钟信号源、激光发射与接收模块、自动增益控制、混频滤波及数据采集组成。利用时钟源产生调制信号,并对反馈信号和接收信号进行放大、混频滤波等信号调理,进而采集数据并对数据进行处理分析。在电路的设计中,优化了激光的调制发射电路,采用低回波损耗的尾纤式激光器,增加简单实用的自动增益模块等。实验观察的波形和数据结果分析表明,此相位式激光测距系统电路简单实用,并且具有较高的稳定性和较高的测量精度。     

低频相位测量系统的研究与实现

文章介绍了低频相位测量系统的设计与实现方法,提出了以单片机最小系统和复杂可编程逻辑芯片为核心的电路设计模型。系统由相位测量仪和数字式移相信号发生器组成:相位测量仪基于相关计数法测量原理,实现对双路同频信号的相位差、频率测量;数字式移相信号发生器基于DDS频率合成技术,产生相位差、频率可程控的双路同频信号。低频相位测量系统实现双路信号的产生和测量功能,并可实时显示测量值,整个系统达到很高的精度指标。     

宽带全相参直接合成频综源设计

文中介绍了一种基于模拟直接频率合成器的宽带全相参直接合成频综源设计方案,该方案综合采用了全相参调制、信道化设计和滤波器带宽控制等技术,设计了系统电路,分析了影响系统性能的主要因素及解决方法,并对系统性能进行了测试,测试结果表明系统实现了宽带小步进频率输出,其相位噪声及杂散电平在全频段内均控制在较低水平。     

采用差频响应光电倍增管的光测距系统

在光测距系统中,发射光源是以第一种频率进行调制的,在穿越被测距离之后,再由光电倍增管接收。固定在第二种频率的振荡器信号加到位于光电倍增管的光阴极附近的栅极上,因此产生大体上比第一种频率低的差频光电流信号,对此差频光电倍增管响应可靠。用相位探测差频信号来提供被测距离的连续指示。差频相位检波器系统包括本机振荡器,为了再现增加了信噪比的差频信号,通过线性鉴相器和伺服放大器把本机振荡器的相位锁定在差频信号上。为了改变由本机振荡器输出的非线性检波得到的无畸变斜坡函数读出信号波形的响应时间,伺服放大器的增益是可以改变的。