基于FPGA的光弹调制器用高压驱动电路设计

为满足光弹调制器对高电压、高稳定和精确易控制的驱动电压需求,设计了一种基于FPGA控制、全桥结构LC谐振升压的高压驱动电路。该电路与传统的光弹调制器驱动控制电路相比,大幅降低了直流电源的电压输入要求,通过DDS调节方波频率来控制光弹调制器工作频率,调节方波占空比来控制输出电压。该电路应用于光弹调制器实验,结果表明在光弹调制器的谐振频率下,外部直流电压为5 V时,方波占空比范围为0~50%,对应电压峰-峰值可调节范围为0~840 V。电路具有稳定可靠、操控方便、带负载能力较强等优点,能够实现光弹调制器驱动电压实时精确的控制。     

基于弹光调制的椭偏测量驱动电路系统设计

随着椭偏测量技术的发展,对椭偏测量速度、测量范围有了更高的要求。针对传统的双旋转补偿器测量方法受限于机械限制,调制频率低的问题。采用弹光调制技术,利用调制器的快轴旋转取代传统的旋转补偿器,设计了一种基于LC谐振放大的双驱动电路,利用现场可编程门阵列（FPGA）实现对弹光调制器（PEM）的高速驱动控制。根据弹光调制驱动控制要求对电路设计思路和方法进行了详细分析。通过仿真和实验结果表明,所设计的电路系统输出频率能稳定控制在60 kHz,幅值能达到430 VPP以上,满足PEM快轴高速稳定驱动的需求。     

弹光调制器压电晶体阻抗匹配特性的研究

根据弹光调制干涉具的工作原理,利用等效电路的方法,对压电晶体的阻抗特性进行了分析与计算,推导出了压电晶体与信号源间的理想匹配条件,得出了匹配网络中电感、电容的理论关系.根据理论关系,在信号源与压电晶体间作相应的阻抗匹配,搭建系统并进行相关实验验证.实验结果表明,通过该阻抗匹配网络,可使弹光调制干涉具的振动性能达到最佳,提高了驱动控制器的电品质因数,进而将弹光调制干涉具调制光程差提高了40％,达到了提高弹光调制傅里叶变换光谱仪光谱分辨率的目的.     

光弹调制器在偏振方向调制中的应用

提出了一种将光弹调制器应用于偏振方向调制的方法,介绍了它的两种基本使用模式,利用琼斯矩阵对其偏振方向调制原理及其两种基本使用模式进行了分析。光弹调制器和1/4波片形成偏振方向调制器件时,光弹调制器处于两块透光轴相互垂直的1/4波片之间,且光弹调制器的振动轴分别和两块1/4波片的透光轴成±45°角,线偏振光通过此器件其偏振方向被调制。实验验证了光弹调制器组合1/4波片调制偏振方向的原理。将光弹调制器应用在偏振方向的调制中,使现有偏振方向调制技术的光谱范围扩展到了紫外波段。     

弹光晶体频率温度系数对弹光调制系统的影响

分析了（xyt）φ1切型长度伸缩振动模式下硒化锌晶体谐振器的频率温度特性。推导了温度与硒化锌晶体的密度、杨氏模量和膨胀等材料性质的关系,计算了硒化锌晶体的频率温度系数。结果表明,相对于硒化锌的一级频率温度系数而言,硒化锌的高级频率温度系数可以忽略。弹光调制系统工作时所产生的热量会引起温度变化,从而导致谐振频率改变。当弹光调制系统工作在50kHz的谐振频率位置时,硒化锌晶体温度每改变1℃,晶体本征频率改变2.5Hz,相对于弹光调制系统16Hz的谐振半峰宽而言,该频率温度漂移不可忽略。     

基于SOPC的弹光调制干涉信号高速数据采集

针对弹光调制干涉信号频率高的特点及实时处理的要求,设计一种基于SOPC(System on a Programmable Chip)技术的可脱离PC环境的弹光调制干涉信号高速数据采集平台。采用硬件设计和软件编程测试控制系统各部分IP核的方法,实现对弹光调制干涉信号的高速实时采集,将采集到的数据以DMA传输方式存储到两片DDR3 SDRAM。在FPGA控制下,软核处理器（Micro Blaze）将采集到的干涉信号进行实时处理。对卤钨灯光源经调制后的干涉信号进行实时采集和处理验证实验,其中系统各部分IP核的控制逻辑可以根据实际需求进行调整,满足实验实时处理的要求;实验结果表明,该系统可以对最大光程差为69.608μm的干涉信号进行实时采集与存储,采集的信号波形与实际弹光特性相一致。     

利用BSO晶体实现光电光调制

本文研究了BSO晶体的电光效应和光电导效应,并利用这两种效应实现了光-电-光调制。     

弹光调制干涉图的预处理及相位校正方法

弹光调制傅里叶变换干涉信号是高速、连续非线性变化。为了实现等时间采样干涉信号的准确光谱重建,有必要对弹光调制干涉信号的预处理技术和相位校正方法进行研究。为了从连续的干涉数据中获取一幅完整的干涉图,文中利用干涉图零光程差点的幅值最大特性,获取一幅完整的干涉图。同时,为了克服干涉图的非对称性,提出将改进的Mertz相位校正方法与非均匀快速傅里叶变换算法（NUFFT）相结合,提高重建光谱的速度和准确度。在实验中,通过仿真产生300 K红外黑体的非对称弹光调制干涉图,采用该数据处理方法提高了重建光谱的精度,并以大气窗口为被测对象,比较准确地重建了大气光谱曲线,实现了气体成分的定性分析。     

大功率LED驱动谐振电路设计

通过分析对比大功率LED驱动电路的拓扑结构,采用LLC谐振拓扑,提出了一种适用于宽范围恒流输出的设计方法,并进行了效率优化。LLC半桥谐振变换器可在全负载范围内实现功率开关管的零电压开通（ZVS）和整流二极管的零电流关断（ZCS）,以此减小开关损耗。并且采用基波近似方法分析LLC谐振变换器,通过交流等效电路,导出了归一化直流增益曲线,讨论了半桥LLC的三种主要工作方式,以及对应的三个工作区间,分析了每个工作区间的特点和应用场合。     

基于Cockcroft-Walton电路的PMT高压电源

根据当前实验室资源的需要合理分配与利用的需求,设计与实现了一种高效率、低纹波的PMT高压电源。该电源主要有LM10CLN电压控制部分,基于Cockcroft-Walton升压电路部分,反馈和保护电路部分和I-V转换部分来实现。最后完成电路的PCB板制作,通过对样品的试验,验证了本方案是可行的。电路运行良好,电路的线性度、纹波大小均符合要求。     

MFSK调制电路的FPGA设计与仿真

频移键控(FSK)是用不同频率的载波来传递数字信号,并用数字基带信号控制载波信号的频率。笔者提出了一种基于DDS(Digital Direct Synthesizer)技术的MFSK调制器的FPGA实现方案,并根据DSP开发工具DSP Builder的优点,采用VHDL文本与Simulink模型图相结合的方法进行了FPGA设计与仿真。仿真结果验证了设计的正确性及可行性。     

高频高压电源LCC谐振电路的研究与设计

本文研究并设计了一种应用于静电除尘高频高压电源的LCC谐振电路。首先分析了LCC谐振电路拓扑结构和谐振电流断续模式下的工作原理,然后在此基础之上结合高频高压变压器的特点给出了LCC谐振参数的设计方法,最后通过仿真和实验验证了LCC参数设计的有效性。     

基于LTC3863的负电压电路设计

现代电子系统中不少电路需要负电压作为供电或控制,而传统使用变压器电路的方法具有体积大效率低的缺点。分析了负电压产生的原理,结合工程实际应用提出一种基于LTC3863的负电压电路设计方法,并对电路中主要器件参数进行分析和计算。仿真及试验结果验证表明,该电路具有转换效率高、体积小等特点,可以在各种嵌入式及手持终端设备中广泛使用。     

基于高压陶瓷电容器放电回路的优化设计

针对使用高压电容器的几种放电回路,开展了回路参数仿真分析研究。参数辨识结果表明采用高压陶瓷电容和固态开关组成的放电回路参数明显优于采用高压固体电容器和触发管的放电回路,改进装配方式后回路参数也比改进之前明显减小。该改进技术的提出,在不改变既定电性能指标的基础上大大改善了整个回路电路的体积与质量。该改进技术已成功应用于多个爆破项目中。     

一种基于CPLD的QDPSK调制解调电路设计

为了在CDMA系统中更好地应用QDPSK数字调制方式,在分析四相相对移相(QDPSK)信号调制解调原理的基础上,设计了一种QDPSK调制解调电路,它包括串并转换、差分编码、四相载波产生和选相、相干解调、差分译码和并串转换电路.在MAX+PLUS Ⅱ软件平台上,进行了编译和波形仿真.综合后下栽到复杂可编程逻辑器件EPM7128SLC84-15中,测试结果表明,调制电路能正确选相,解调电路输出数据与QDPSK调制输入数据完全一致,达到了预期的设计要求.     

一种高PSR CMOS带隙基准电路设计

为了降低芯片电路功耗,电源电压需要不断的减小,这将导致电源噪声对基准电压产生严重影响。为此针对这一问题进行相关研究,采用SMIC 0.18μm工艺,设计出一种低功耗、低温度系数的高PSR带隙基准电压源。仿真结果表明,该设计带隙基准源的PSR在50 kHz与100 kHz分别为-65.13 dB和-53.85 dB;在2⁶ V电源电压下,工作电流为30μA,温度系数为30.38 ppm/℃,电压调整率为71.47μV/V。该带隙基准适用于在低功耗高PSR性能需求的LDOs电路中应用。     

一种偏振检测QKD系统相位调制器驱动电路设计

回顾了相位编码方式实现协议的量子密钥分发实验研究的演进历程和最新进展,选取基于Michel son干涉仪的相位编码、偏振检测单向QKD系统为实验平台,提出一种以单片机和FPGA为核心的相位调制器驱动电路设计方法,并给出了相应实验结果,达到了预期的实验目的.     

基于SOS的高重频高压纳秒脉冲源设计

依据高重频高压纳秒脉冲输出的要求,基于半导体断路开关(SOS)的工作特点,设计了高重频高压纳秒脉冲源脉冲发生器线路。分析发生器线路的工作原理,对输出脉冲幅度50 kV/100 Ω、脉宽约10 ns~20 ns和重复频率100 kHz脉冲源的线路中关键器件的参数进行了计算。分析关键器件SOS、饱和脉冲变压器、副开关要求,给出了关键器件的选型参考。