CPLD在数字频率计设计中的应用

文章论述了基于单片机和CPLD的等精度数字频率计的设计方法,等精度的测量方法具有较高的测量精度和整个频率区域保持恒定测试精度的特点。该频率计利用单片机完成整个测量电路的数据处理、测试控制和显示输出,利用CPLD来实现频率、周期、脉宽和占空比的测量计数。本频率计包括硬件电路和软件编程两部分,硬件电路主要包括电源模块、输入信号整形模块、键控制模块、显示模块、单片机和CPLD模块。CPLD采用vHDL硬件描述语言,单片机采用C语言编程。     

新型X波段散射计辐射计组合系统

为进行同时同地相继连续的多极化后向散射和热辐射的主被动遥感的组合测量,本文介绍了一种新型X波段散射计辐射计组合系统。该系统工作制式采用双参考数字解调辐射计与噪声散射计组合。散射系数0的测量不同于传统的调频连续波体制和脉冲体制,发射信号是由固态噪声源发出的微波热噪声信号,用辐射计接收机测量目标回波信号大小。因此,该系统比连续波体制有更宽的频谱,而且与辐射计测量的频谱一致。测出的地面目标有源和无源的微波特性有更好的相关性。本系统操作灵活机动自动化程度高,通过计算机控制既可进行自动测量,也可进行人工干预。用该系统已对地面背景和人造目标进行了后向散射和热辐射的组合测量,得到了一些典型实验结果。     

LMS算法在分布式光纤测温系统中的应用

信号采集和数据处理是分布式光纤测温系统的核心,信号中的噪声决定了整个系统的测量精度,空间分辨率,采集速度及最终的请求响应时间。通常系统采集到微弱的温度信息的反斯托克斯信号会被完全淹没在噪声中。因此,得到含有温度信息的有用信号就显得尤为重要。文中针对系统中噪声信号的特征,提出一种变步长的最小均方根自适应滤波算法,对拉曼散射的温度信号进行去噪处理并进行Matlab仿真。仿真结果表明,该算法有效提高了去噪的效果,从而可提升整个系统的测量精度,空间分辨率。     

微波谐振器无载品质因素的测量方法研究

提出了一种利用微波谐振器散射参数的幅度信息测量无载品质因素的方法.该方法认为在谐振点附近,耦合电路的参数和谐振器的参数相比可以忽略,因此采用简化的等效电路模型,利用谐振点附近的标量散射参数测量值来计算无载品质因素.为了消除散射参数曲线左右不对称所产生的影响,不采用散射曲线上独立的点来计算,而是采用带宽来计算.选取无载品质因素曲线平缓部分进行平均作为测量结果,测量精度接近临界点法.     

用激光、标准噪声辐射源及热电器件实现的实时测温系统

介绍了一种采用半导体激光器作为光源 ,利用遮蔽板作为标准噪声辐射源 ,以钽酸锂热释电探测器作为光接收器件实现的、测量静止及慢速运动的中、高温物体的发射率及温度的系统。该系统主要由光学发射与接收系统、信号放大与处理系统及显示系统三部分组成。详细介绍了该系统的工作原理与基本结构 ,讨论了其中的技术难点及其相应的解决方法 ,分析了各量的测量精度对发射率及温度测量精度的影响。结果表明 ,对 4 0 0℃的钢铸件而言 ,发射率的测量精度σελ ≈ 6 .78× 10 - 3,σελ/ελ ≈1.31% ;温度的测量精度 ,σT≈ 1.0 4K ,σT/T ≈ 0 .155%。     

基于谐波检测原理的双气室气体传感器研究

基于气体的近红外吸收机理,研究了一种双气室光纤气体传感系统。通过光纤光栅和压电陶瓷对宽带光源LED进行波长调制,获得与气体吸收峰对应的窄带反射出射光。利用谐波检测原理,检测测量气室和参考气室的二次谐波信号,以它们的比值作为系统输出,消除了吸收系数随环境的变化、光源光功率的波动和光路干扰对测量精度的影响。利用波分复用技术实现了多种气体的高精度测量,甲烷气体测量的实验结果表明该系统的测量灵敏度可以达到1×10-5。     

利用激光、标准噪声辐射源并采用热电器件实现的实时测温系统

本文介绍了一种利用InGaAs/I半导体激光器作为辅助测量光源 ,利用遮蔽板作为标准噪声辐射源 ,以钽酸锂热释电探测器作光接收器件 ,并以 80 31单片机为核心实现的测量静止及慢速运动的中、高温物体的比辐射率及温度的系统。该系统主要由光学发射与接收系统、信号放大与处理系统及显示系统三部分组成。详细介绍了该系统的工作原理与基本结构 ,讨论了其中的技术难点及其相应的解决方法 ,分析了各量的测量精度对比辐射率及温度测量精度的影响。结果表明 :对 4 0 0℃的钢铸件而言 ,比辐射率的测量精度σελ≈ 6 78× 10 -3 ,|σελ/ελ|≈ 1 31% ;温度的测量精度σT≈ 1.0 4k ,|σT/T|≈ 0 15 5 %。     

磁光调制法测量玻璃内应力

为了实现玻璃内应力的高精度测量,提出了一种磁光调制的新方法,建立了基于磁光调制的内应力测量系统.首先,根据偏振光的穆勒矩阵描述方式推导了该系统的测量模型,通过分离被测信号的直流、基频和各次谐波分量,并利用归一化的方法,消除了光强波动对测量结果的影响,并根据处理接收到的各信号分量得到玻璃内应力方向和应力双折射大小.通过测量玻璃的不同位置验证了该方法的有效性,内应力方向的测量精度为5,应力双折射的测量精度低于0.5 nm/cm,且系统具有稳定性高、精度高等特点.     

基于自动数字检相技术的激光测距仪设计

设计了一个基于自动数字检相技术的相位式激光测距系统。该系统采用DDS技术产生所需要的测距信号,提高了信号的频率稳定度,消除了信号源频率漂移引起的测距误差;该系统还对自动数字检相技术进行了改进设计,改进后的自动数字检相器能够消除波形变换零点漂移及高频干扰引起的检相误差,提高了检相精度。实际测距实验表明该系统具有较好的测量精度。对测试结果进行了分析,指明了今后研究的方向。     

雷达天线实时变形测试系统

提出了通过加速度传感器来建立雷达天线阵面工作变形的实时测量系统，该系统避免了激光测量法中基准不稳定影响测试精度，和采用位移传感器直接测量无法消除基础位移等问题，并通过试验测试验证了频域数字积分的精度，解决了测试数据通过高频汇流环进行数据实时传输等问题，为实时把握天线阵面变形对电性能的影响和改进天线阵面的结构设计提供了科学依据。     

Using simulations of reduced precision arithmetic to design a neuro-microprocessor

This article describes some of our recent work in the development of computer architectures for efficient execution of artificial neural network algorithms. Our earlier system, the Ring Array Processor (RAP), was a multiprocessor based on commercial DSPs with a low-latency ring interconnection scheme. We have used the RAP to simulate variable precision arithmetic to guide us in the design of arithmetic units for high performance neurocomputers to be implemented with custom VLSI. The RAP system played a critical role in this study, enabling us to experiment with much larger networks than would otherwise be possible. Our study shows that back-propagation training algorithms only require moderate precision. Specifically, 16b weight values and 8b output values are sufficient to achieve training and classification results comparable to 32b floating point. Although these results were gathered for frame classification in continuous speech, we expect that they will extend to many other connectionist calculations. We have used these results as part of the design of a programmable single chip microprocessor, SPERT. The reduced precision arithmetic permits the use of multiple arithmetic units per processor. Also, reduced precision operands make more efficient use of valuable processor-memory bandwidth. For our moderate-precision fixed-point arithmetic applications, SPERT represents more than an order of magnitude reduction in cost over systems with equivalent performance that use commercial DSP chips.     

Experimental study on the thermal performance of micro-heat pipe with cross-section of polygon

The electronic industries have been tried to develop the electronic packaging technology for high-density, light weight, and miniaturization of mobile personal information terminals such as notebook PC, personal digital assistant (PDA), or handheld PC as the performance and the portability of the system have been become important more and more. The generated heat from the CPU of the electronic system should be dissipated effectively for the stability in operation and the long life-time of the system. In the present study, micro-heat pipes (MHPs) with cross-section of polygon have been manufactured and tested for operating characteristics and heat transfer limit. An additional process for installing a wick that is an inevitable component of heat pipes is not required for the MHP. For a small-sized heat pipe in the present study, a high precision technology is needed in manufacturing process. The MHPs tested in this paper have a triangular cross-section with curved sides and a rectangular cross-section with curved sides. The material of the MHP is copper and the working fluid of it is pure water. The test was performed in a vacuum chamber to minimize heat loss. The operating temperatures of the MHP were considered from 60 to 90 °C. From the test results, the MHP with triangular cross-section can dissipate up to a thermal load of 7 W.     

基于LDV的雨水管道流速检测的应用研究

在分析雨水管道复杂流体成分的基础上,提出利用管道内的固体颗粒作为示踪粒子,采用激光多普勒测速的方法对管道流体进行速度测量。为了验证应用的合理性,根据条纹模型和散射机理建立了雨水管道内流体LDV的数学模型,并通过数值模拟,分析了雨水管道流体中示踪粒子和速度测量精度之间的关系。然后对模拟的信号进行时频分析,得到雨水管道中的流速。通过实验验证,实际效果和数值模拟结果符合良好,说明LDV能够精确地测量出雨水管道中的流体速度。     

侧视雷达与激光雷达的发展及应用

雷达作为观测地球的重要手段正在高速发展,由最初的真实天线侧视雷达发展为合成孔径雷达,进而发展能探测地面多层垂直目标的激光雷达,其地面精度范围在1 m以内,每平方千米可获得135 000个数据点,这将促使人们对地球系统有更为深刻的了解。除阐述各类雷达的发展状况外,还对其在地球科学特别是地质学、水资源以及土壤植被、海底水深等方面的应用现状作了讨论。     

数字微镜器件的时空特性对相位测量轮廓术影响的实验研究

数字微镜(DIMD)投影机具有亮度高、对比大、像质好、全数字,系统体积小等特点,将它用在相位测量轮廓术(PMP)中可以实现高精度的相移提高三维测量的精度,同时可以实现系统的小型化。然而,DMD投影机采用数字光处理技术(DLP) ,它对摄像—投影系统的时间匹配要求较高。如果时间不匹配,会引入光强测量误差,导致三维测量精度降低。本文根据DMD投影原理及探测器积分情况,先分析了当测量系统时间不匹配时,光强测量误差与积分时间的关系;通过实验研究了摄像机积分时间与投影周期的匹配关系对相位测量的影响。得出了积分时间为投影周期的整数倍时,相位测量误差最小;当积分时间与投影周期为非整数倍关系时,积分时间越长,测量误差越小的结论。为优化投影参数,选择合适的相移算法及测量数据预处理算法提供了依据。     

基于光克尔效应的时间分辨荧光光谱测试系统

基于光克尔效应的时间分辨光谱测试技术主要用来研究发荧光的物质在受到激光照射时所表现出的瞬态行为信息。其主要思想是以空间函数来代替光学的响应时间函数,而其响应时间是通过两束光脉冲的相对时间差体现的。我们通过控制光学延迟可以控制两束光脉冲的时间差,并最终得到荧光物质受到激发光照射时表现出的瞬态行为信息。本文设计了一套基于光克尔效应的时间分辨光谱测试系统,其中光学延迟的软件控制系统由c#语言开发而来,通过控制直线精密滑台来实现光学延迟的控制。同时,考虑到样品的不同区域可能具有不同的性质,本文同时设计了一套由易语言开发的、能控制样品移动的软件控制系统,主要通过控制二维滑台来实现。     

无线电导航系统中基于GDOP的伪卫星定位误差研究

在卫星导航系统中,卫星定位的精度等性能很大程度上取决于定位卫星之间的相对几何布局,而GDOP(几何精度因子)正是衡量定位卫星几何布局优劣的一个很好的量度.为了更好地提高伪卫星的定位精度,从GDOP值的研究入手,得出一种基于加权GDOP(WGDOP)值的地面伪卫星定位误差算法.最后经过仿真比较基于常规GDOP和WGDOP两种精度因子的定位误差的大小,体现出WGDOP算法的优越性.     

点源透射比测试的高性能光陷阱技术研究

在高精度的点源透射比测试中,测试环境中背景杂散光的影响不可忽视。为了提高点源透射比的测试精度,研制了一种可有效抑制背景杂散光的高性能光陷阱系统。依据点源透射比测试理论和光辐射能量传输理论,给出了光陷阱主要设计参数与点源透射比测试误差的定量数学关系;提出了背景杂散光各级散射路径全面可控的光陷阱设计思路,大大增加了背景杂散光到达成像视场前的散射次数;通过多种光陷阱模型的仿真比对实验,验证设计思路和模型的优越性。实验结果显示:20 m的光陷阱系统可使口径2 m、外形尺寸约2.8 m3.5 m11 m的光学系统的点源透射比测试误差达到1.4910-10,较相同实验室空间下未使用光陷阱的测试系统降低了约4个数量级,较相同实验空间下国外现有光陷阱方案降低了两个数量级,可用于大型太空望远镜的高精度点源透射比测试。     

A wireless brainwave-driven system for daily-life analyses and applications

Smartphones have become more popular in our lives. We will no longer need to use our hands to control phones to do such things as take pictures, switch music, or make phone calls in the future; we will use our brains: all that can be controlled with the use of brainwaves instead. In this study, we implement a novel system that contains the most commonly used functions of a smartphone, including camera use and music play, with an app that uses brainwave controls. In addition, we also provide an essential daily-use function which can remind us to concentrate when we drive, study, or do something important. Under the proposed system, when the wireless brainwave instrument is worn, brainwave signals transfer to the smartphone via Bluetooth automatically and execute the aforementioned functions. Experimental results indicate that the present system is effective and suitable for such applications in our lives. In the future, some more related applications will be developed with brainwave control for practical daily-life uses.     

基于叶片精细加工的大功率脉冲激光幅频宽广域调控系统的研究

脉冲激光可广泛运用于汽轮机等动力设备叶片的精细加工与维修。本文研究了基于叶片加工的大功率脉冲激光幅频宽三维广域调控系统,决定脉冲功率密度的幅值、频率和宽度等参数可大范围自动调控。且调控系统通用性强。使用方便,具有工程应用参考价值。