基于LabVIEW多功能相位测量仪的设计

传统测量仪器功能单一.多功能虚拟仪器是现代仪器技术的发展方向.利用LabVlEW并结合数据采集系统设计了多功能相位测量仪.该仪器以测量正弦波、三角波、方波和锯齿波多种波形的相位差为基本功能,具备了测量信号频率,显示信号波形、幅频和相频谱图,产生标准信号等功能,体现了虚拟仪器高集成度、一机多用的特点.     

一种改进的激光多普勒测量光纤光路

为了解决传统激光多普勒差频测量光路存在的光功率损耗大、参考光功率不可控等问题,在传统激光多普勒光路中增加了光纤环形器,设计了一个全光纤激光多普勒差频测量光路,并分析计算了传统光路和改进光路中各光纤无源器件的光功率损耗和整体光路中光的利用率。通过搭建激光多普勒测量系统,采用两种光路对音叉振动进行测量,设计了两种光路的对比性试验;采用光功率计实测了两种光路的输出光功率,进而计算出其光利用率;同时,采用数字示波器实时观测两种光路光电探测器输出的多普勒频移信号波形,并从信号幅值、信号对比度和信噪比等方面进行了分析计算。试验结果表明:分析计算结果和实测结果相吻合,改进的激光多普勒测量光路提高了光的利用率;可通过不同分光比的光纤耦合分束器来控制参考光光功率,使得输出的多普勒频移信号幅值增大,信号信噪比和对比度都有所提高。     

基于Duffing振子的铁路轨道移频信号测量系统设计

铁路轨道作为移频信号的传输载体,其对于信号对象传输轨迹疏密度的辨别能力,决定了轨道体系对移频信号的测量准确性。为实现对信号对象传输频率的准确辨别,设计基于Duffing振子的铁路轨道移频信号测量系统。将电源模块输出的电量信号,按需分配至STM32F103 微处理器、移频信号辨别模块与DSP测量单元之中,完善各级应用部件之间的连接关系,实现铁路轨道移频信号测量系统的硬件方案设计。确定移频信号的Duffing振子描述条件,针对其定义形式,构造移频信号的相空间,完成对铁路轨道移频信号的提取。求解铁路轨道的Lyapunov指数,并构建移频信号的Duffing方程,确定混沌测量参数的取值范围,实现对铁路轨道移频信号的测量,联合各级应用部件,完成基于Duffing振子的铁路轨道移频信号测量系统设计。实验结果表明,上述系统测量所得信号传输轨迹疏密度与真实轨迹疏密度相似度较高,能够实现对铁路轨道移频信号的准确测量。     

基于LabView的机械密封端面摩擦扭矩的测量方法

机械密封的端面摩擦扭矩是反映机械密封工作性能的重要参数,传统的接触式测量方法的测量结果具有很高的不确定度;为了提高测量精度,采用了扭矩信号的非接触式测量方法,介绍了非接触测量扭矩的原理和扭矩信号频率跟踪滤波的实现方法;对调理后扭矩信号分别采用了频率计数法和波形恢复测频法进行采集,并阐述了频率计数和波形恢复测频的原理与它们基于LabView的实现;对两种采集方法的部分实测数据进行了误差分析比较,结果表明,波形恢复测频法的测量精度较高。     

一种GPS信号多普勒频移的精确捕获算法

在GPS软件接收机的信号捕获过程中,为了能对载波多普勒频移进行高精度测量,为紧接其后的琅踪环提供精确的初始条件,根据短时间内GPS信号的载波多普勒频移不发生突变的特点,提出了一种能对载波频率进行更高精度测量的相位测量方法.本文对载波多普勒频移由粗测转入精测的工作原理进行了详细的理论推导和分析,并与传统的DFT法实现精确频率测量的方法作了比较.最后对两种精测的方法进行了实验测试.结果表明,相位测量方法能精确地测出载波多普勒频移且速度更快,完全能满足后续跟踪环的要求.     

逻辑门混频器的特性分析与选择

在基于频率输出的传感器测量电路设计中,存在如何测量由测量参数引起的小频率增量问题,将被测信号和参考信号进行混频并进行滤波可以解决这个问题.将仅频率变化的两准数字信号施加于逻辑门进行混频,对混频器输出的特性进行了理论分析和实验验证,结果表明:异或门和同或门用作差频测量的混频器时,其输出效果明显好于其他基本逻辑门;当信号为...     

重频超宽带脉冲对混频器的干扰特征分析

重频超宽带脉冲可对多种电子设备与电子器件产生干扰。针对电子器件的干扰效应,着重从仿真分析和实验两方面研究了重频超宽带脉冲对无源混频器的干扰特征。分析了混频器对超宽带脉冲信号的响应特性,给出了不同参数条件下重频超宽带脉冲信号对混频器及混频滤波电路的干扰特征。研究表明,作为干扰信号,重频超宽带脉冲信号并不能影响混频器正常工作;当重频超宽带脉冲信号与通信信号一起注入混频器时,混频器可实现其正常的变频功能,而作为衡量混频器工作性能的重要指标,变频损耗可认为基本不变;重频超宽带脉冲信号经过混频滤波电路后变为同中频信号同样频率的连续波信号,其对混频滤波电路的干扰以及之后电路的干扰类似定频连续波信号干扰。     

任意波形信号发生器系统的硬件开发

近几年,微波遥感的运用越来越广泛,并根据应用范围的不同,对信号源的要求也各有不同,尤其是信号的波形、工作频率和带宽等参数,更是对探测效果起着关键作用.本文介绍一个任意波形信号发生器系统的硬件设计和实现,重点介绍了主控器和混频器等关键电路的设计.     

一种工频相位差测量仪的设计

利用相位差转换为时间脉冲的原理设计了一种工频相位差数字化测量仪,阐述了设计思想,详细分析了电路组成和单元电路工作原理,给出了电路中各关键点的测试波形。试验表明,利用本测量仪测量相位差与设定标准值相比差值在2%以内。同时给出了对工频信号以外信号的相位差扩展测量方法。     

CPLD低频数字相位测量仪的设计

介绍了一种基于复杂的可编程逻辑器件(CPLD)和高速单片机STC89C58的低频数字相位测量仪.该测量仪包括数字移相信号发生器和相位测量仪2部分,分别完成移相信号的发生、频率与相位差的预置、数字显示、信号的移相以及移相后信号相位差和频率的测量与相识等功能.其中数字式移相信号发生器可以产生预置频率的差值;相位测量仪可以测量和显示相位信号的频率、相位差.     

采用DDS频率合成的虚拟信号发生器研究

根据直接数字频率合成(DDS)原理,结合虚拟仪器平台提供的丰富软硬件资源,利用软件分段计算产生波形数据,通过数据采集卡(PC-DAQ)输出,输出信号频率分辨率高;频率跳变速度快;频谱纯度高.文中分析了虚拟信号发生器的各项性能指标,比较了其输出频谱与传统DDS输出的差异,最后给出了实验结果.该信号发生器已成功用作虚拟压电参数测量系统中的信号源.     

基于FPGA的科氏流量计驱动技术实现

针对科里奥利质量流量计传统驱动方案中驱动信号受限于反馈信号无法改变的问题,提出了一种基于FPGA的波形合成驱动方案,介绍了它的驱动原理和具体的实现方法,这种方案通过检测反馈单元和驱动单元的相位差来跟踪计算振动管的固有频率,并使用这个频率来合成所需要的驱动信号,该方案在保证流量计稳定振动的前提下,可以合成所需的任意频率的驱动信号,提高了驱动系统的可控性,经过DSPBuilder仿真分析和使用某型号流量计进行稳定性和抗干扰性实验证明,该驱动方案完全可行。     

一种用于高能离子注入机射频加速的数字移相器设计

设计了一种基于STM32F405RGT6微处理器和AD9959的高能离子注入机射频加速用数字移相器,首先介绍了移相器的系统组成和工作原理及如何实现高能离子注入机多腔射频加速系统中射频电源的相位控制,然后对微处理器、DDS芯片AD9959、时钟分配芯片AD9510等硬件电路原理和控制软件设计作了详细的介绍;实验结果表明该移相器实现了16通道正弦信号输出,输出波形频率和相位值分辨率分别高达0.02Hz和0.05°,可以完成任意两路之间的相位差调节和设置。该移相器结构简单,性能稳定可靠,能够满足高能离子注入机多腔射频加速系统中射频电源的相位控制要求。     

FBAR传感器信号检测与处理电路研究

设计并制作了薄膜体声波谐振器(FBAR)的生化传感器信号检测与处理电路,该电路采用混频器,把高频信号混频到低频信号,降低了信号的处理难度,并以Cyclone FPGA为核心控制器,完成对采样数据的处理和存储,并实现了实时传输等功能。利用该电路对双工器进行了初步测试,结果表明,谐振频率与网络分析仪所测结果一致。     

基于混沌理论的低截获概率雷达波形设计

为提高低截获概率雷达的射频隐身性能,提出了一种基于混沌理论的雷达波形设计方法。利用混沌信号的低截获性和良好的保密性,选取混沌logistic映射对传统调频信号进行优化,即用混沌序列去确定调频信号的频率变化,设计一种混沌调频信号。为验证波形性能,分别从抗截获能力、探测能力两个方面来衡量信号性能。理论分析来看,设计的混沌调频信号具有较大的时宽带宽积,能够较好地降低截获因子以提高隐身性能。仿真表明,在与几种经典的低截获概率雷达波形的性能比较中,该混沌调频信号的模糊函数图更接近“图钉形”,具有更好的测速测距精度。     

用于压电换能器的频率跟踪驱动电路设计

针对新的压电换能器损耗模型理论,设计并实现了跟踪最佳驱动频率的驱动电路。通过测量验证了最佳频率工作点的存在;利用LC滤波电路克服了电流振荡波形引起的干扰;对换能器进行阻抗匹配设计;通过数字锁相电路,结合FPGA多线程工作模式,实现了最佳频率跟踪。实验结果,在新的频率跟踪系统下,换能器的发热量降低为原来的一半,相较于定频系统运行更加稳定。     

数字式低频频率特性仪的研制

文章介绍了一种先进的数字式低频频率特性仪的体系结构和测量原理,该仪器采用AT89C52单片机控制,以精密波形发生器ICL8038为扫频信号源,并配以增益自动控制电路扩大测量范围,能在示波器上显示四端网络的幅频特性曲线.     

一种超低相位噪声频率合成源方案设计

频率合成源是射频发生和频谱分析中最重要的组成之一,评价合成源性能指标的是输出信号的相位噪声、杂散、频率分辨率和频率切换时间.本文通过分析传统锁相环原理,提出一种通用的超低相位噪声合成源设计方案（带宽100MHz以内）.在锁相环基础上,通过引入直接数字合成（Direct digital synthesizer,DDS）混频鉴相技术,使得到的射频信号理论值达到0.1mHz的频率分辨率,同时将带内相位噪声指标优化17dB以上.新方案同时兼顾了杂散和频率切换时间指标,保障合成源的输出信号稳定可靠,使其在自动测试领域拥有广阔的应用前景.     

Development of VHDL‐AMS neuro‐fuzzy behavioral models for RF/microwave passive components

The new generation of System‐on‐Chip (SoC) incorporates digital, analogue, RF/microwave and mixed‐signal components. Such circuits impose to reconsider the traditional design methods. Mixed‐signal designers need novel design methodologies which will have to include accurate behavioral libraries of devices and processes into hierarchical design flows. Thus, this paper describes a behavioral modeling approach which generates neuro‐fuzzy‐based models for RF/microwave devices. The models, so obtained, can be easily integrated into a VHDL‐AMS simulator. This modeling approach is applied to a microwave tunable phase shifter and it is illustrated by the development of a VHDL‐AMS model library for RF/microwave applications. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE, 2007.     

嵌入式频率特性分析仪的设计及实现

研究设计基于PC104和FPGA的嵌入式频率特性分析仪。该分析仪采用虚拟仪器的概念,以PC104 CPU为主控单元,通过FPGA控制D/A、A/D芯片时序,输出全频率范围内的正弦波并采样存储系统激励信号及输出响应,最后通过CPU算法处理得到系统频率特性。实验结果表明：该仪器人机界面友好,测量速度快,测试波形与理论计算波形能较好吻合。