平均值法交流共模抑制比测量不确定度评定北大核心CSCD

介绍了使用幅度绝对值的平均值法进行数据采集系统交流共模抑制比的测量不确定度分析和评价过程。使用测量幅度绝对值的平均值计算干扰分量值和本底噪声分量值,并采用直接代数相减方式剔除本底噪声的影响。讨论了主要的不确定度来源,包括信号源误差、数据采集系统增益误差、幅度测量误差、幅度分辨力误差,以及测量重复性等,给出了不确定度模型。并结合一个实例,给出了交流共模抑制比的不确定度评价结果。     

数据采集系统共模抑制比的测量实验研究

介绍了数据采集系统共模抑制比参数的概念、内涵及定义,并阐述了数据采集系统共模抑制比测量中的5个问题：1）共模干扰的非线性问题;2）共模干扰表现形式的多样性,即直流偏移形式,交流波动形式,噪声水平变化形式;3）本底噪声影响的测量及剔除方式,即方差（能量）相减方式,有效值差方式,绝对值均值差方式;4）共模信号端接方式的影响;5）直流共模抑制比和交流共模抑制比的差异。以一个典型数据采集系统上的实验结果,阐述了上述不同条件变化对共模抑制比测量结果的影响,给出了数据采集系统共模抑制比测量的技术建议。     

线性测量系统上升时间的测量不确定度

介绍了用阶跃激励法评价线性测量系统阶跃响应过渡过程 (上升时间 )指标时的不确定度分析和评价过程。讨论了主要的不确定度来源 ,包括信号源上升时间及其误差、线性测量系统幅度测量误差、上升时间区间端点处波形曲线随变化率的影响等等 ,给出了减小不确定度的主要措施。并结合一个实例 ,给出了上升时间的不确定度评价结果     

基于AFM的靶丸表面轮廓仪设计及其测量精度分析

基于商用原子力显微镜（AFM）建立了靶丸表面轮廓测量仪系统，并对该系统的精密回转轴系进行了结构设计．为了评价系统的测量不确定度，进行了气浮轴系回转精度测试，确定了回转轴系的误差曲线，其最小二乘圆度误差为48 nm；同时对安装回转轴系后AFM的测量噪声进行了测试，并通过结构改进使静态噪声幅值降为约10nm．应用这一系统进行了靶丸表面圆周迹线的测量实验，实验测量出该系统运转测量时噪声幅值约13 nm，综合测量误差约49．7 nm，此测量精度可以通过回转轴系的误差分离来进一步提高．     

方波幅度的测量不确定度

介绍了用众数法评价方波幅度时的不确定度分析和评价过程;讨论了主要的不确定度来源,包括众数判别区间的影响、波形测量系统幅度测量误差的影响等等;给出了减小不确定度的主要措施,并结合一个实例,给出了方波幅度的不确定度评价结果。     

方波上升时间的测量不确定度

介绍了方波阶跃沿上升时间的测量不确定度分析和评定过程.讨论了主要的不确定度来源,包括测量仪器上升时间及其误差、幅度测量误差、上升时间区间端点处波形曲线幅度随时间变化率的影响等,给出了减小不确定度的主要措施.结合一个实例,给出了上升时间的不确定度评价结果.     

数字存储示波器上升时间的测量不确定度评定

介绍了用阶跃响应法评价数字存储示波器上升时间的测量不确定度分析与评定过程。讨论了主要的不确定度来源,包括信号源上升时间及其误差、示波器时基误差、示波器幅度测量误差、上升时间区间端点处波形曲线随变化率的影响,以及测量重复性等,给出了不确定度模型,以及减小不确定度的主要措施,并结合实例,给出了上升时间的不确定度评定结果。     

线性测量系统输入频带宽度的测量不确定度评定

介绍了用稳幅正弦波激励法评价线性测量系统输入频带宽度指标时的不确定度分析和评价过程．讨论了主要的不确定度来源，包括信号源频率误差、幅度误差、线性测量系统幅度测量误差、频带边缘点处增益随频率变化率的影响等等，给出了减小不确定度的主要措施．并结合一个实例，给出了频带宽度的不确定度评价结果．     

脉冲波形占空比的数字化测量及不确定度分析

介绍了脉冲波形占空比的3种数字化测量方法,它们分别是直接脉宽测量法、幅值统计测量法和平均值测量法。讨论了主要的不确定度来源,包括众数判别区间的影响、波形测量系统幅度测量误差的影响等等,给出了不确定度分析与评价过程．并结合一个实例,给出了脉冲波形占空比的不确定度评价结果。     

噪声温度计用放大器设计与性能评估

低噪声、低失真、高共模抑制比的放大器对于噪声法测量热力学温度至关重要。设计了由前置放大、仪表放大和缓冲放大3级组成的噪声温度计用高性能放大器。其中,采用具有超低噪声的结型场效应对管IF9030作为前置差分放大级的输入;研制了自动化测量对管转移特性的装置,用于在大批量对管中挑选匹配度更优的器件;采用互相关技术压低电路中不相关的噪声,从而确保能够准确测量到被放大器背景噪声淹没的非线性失真信号;重点评估了放大器在1MHz带宽内的共模抑制比和放大器受双频激励时的非线性失真。测量结果表明,放大器的背景噪声为1.2nV/Hz1/2;100kHz带宽内的共模抑制比优于90dB,100kHz至1MHz带宽内的共模抑制比会随着频率的增加而降低,但不低于70dB;放大器受频率为400kHz、401kHz,幅度有效值为8μV的双频信号激励时,产生的二阶交调失真信号比双频信号低79dB,二阶谐波失真信号比双频信号低85dB。     

基于约瑟夫森量子电压的交流功率测量系统及方法研究

基于约瑟夫森量子电压标准设计了交流功率差分测量系统。通过分析差分采样系统的误差分布及误差传递函数,提出换向差分测量方法,减小了差分采样系统的增益误差,提高了电压幅值测量准确度;通过分析衰减系数η,证明了采用换向差分测量较容易实现10-7量级电压幅值测量。通过评估差分采样系统零相位,结果证明了差分采样系统具有较好的相位测量稳定性。分析了交流功率差分测量系统的不确定度分量,评估了功率因数为1.0,0.5 L和0.5 C时的功率测量不确定度,通过与国家交流功率基准装置进行实验比对,证明了基于约瑟夫森量子电压交流功率测量系统不确定度评估的合理性。     

宽带脉冲大电流测量及大数据分析技术

多磁路调压变压器的脉冲电流具有频带宽、幅度大的特点,其测量与大数据分析易受到噪声等影响。本文研究了多磁路调压变压器宽带脉冲大电流测量与大数据分析技术,设计了基于法拉第磁光效应和光纤电流传感器的宽带脉冲大电流测量系统方案,采用卷积神经网络对测量得到的海量数据进行处理,消除测量过程中干扰对测量结果的影响。通过与罗氏线圈的测量结果比对,本文研究的方法测量结果的脉冲波形一致性好、脉冲峰值检测准确度较高,脉冲幅值误差符合测试要求。     

随机采样系统的误差分析和校正技术研究

在随机采集系统中,采用模拟内插技术可提高系统的等效采样率,但是模拟内插中的时间间隔测量电路会受到温度、器件特性、随机噪声等因素的影响,导致测时准确度降低,重建波形质量下降。分析了其中的主要误差的影响及来源,并提出通过相干平均、低通滤波等方法来降低误差,提高测时的准确度,实验结果表明波形的有效位数提高了约3 bit,信噪比提高了约2倍。     

A comprehensive model for power line interference in biopotentialmeasurements

Power line interference is a major problem in high-resolution biopotential measurements. Because interference coupling is mostly capacitive, shielding electrode leads and a high common-mode rejection ratio (CMRR) are quite effective in reducing power-line interference but do not completely eliminate it. We propose a model that includes both interference external to the measuring system and interference coming from its internal power supply. Moreover, the model considers interference directly coupled to the measuring electrodes, because, as opposed to connecting leads, electrodes are not usually shielded. Experimental results confirm that reducing interference coupled through electrodes yields a negligible interference. The proposed model can be applied to other differential measurement systems, particularly those involving electrodes or sensors placed far apart     

基于图像识别和GPS技术的全自动补偿式微压计的设计

传统的补偿式微压计测量采用手动测量、人眼读数的方式实现数据的获取,人眼读数误差所引入的不确定度在装置整体不确定度中占有很大比重。本文研制了一种全自动补偿式微压计,利用高清摄像头代替人眼读数,利用软件对所采集的图片进行逻辑分析,同时增加传统补偿式微压计不具备的实时液相温度测量、实地重力加速度测量及大气压测量功能,有效减小各影响量对测量结果的干扰。采用滑台电机控制位移,进一步提高测量准确度。经实验证明,本文研制的全自动补偿式微压计具有很好的准确性与可靠性。     

A novel differential differentiator

A novel differentiator with differential inputs is described. It is characterized by a resistive input impedance and a single RC network which controls the differentiation action of the circuit. The differentiation of high-frequency noise is avoided by a transition to amplifier and integrator action at high frequencies. The common mode rejection ratio (CMRR) is more controllable in the new differentiator than in the traditional differential differentiator. Simulation and experimental results support the theoretical derivation     

Compact and low power consumption K-band differential low-noise amplifier design using transformer feedback technique

A compact and low power consumption three-stage differential K-band low-noise amplifier (LNA) with a 10 dB differential mode gain at 25.8 GHz and a 3 dB bandwidth of 22.8-26.8 GHz by using a transformer feedback technique with standard 0.18 mum CMOS technology is presented. The minimum input and output return losses over a 3 dB bandwidth are 11 and 7 dB, respectively. Fully differential characterisations of the noise figure (NF) and the common mode rejection ratio (CMRR) are demonstrated. The obtained NF and CMRR are 4.84 dB and 23.3 dB at 25.8 GHz. The input 1 dB compression point and input third-order intercept point are 17.8 and 5 dBm, respectively. The overall power consumption is 25.6 mW. This three-stage differential LNA only occupies an area of 0.63 x 0.88 mm².     

Common mode rejection ratio in differential amplifiers

The common mode rejection ratio (CMRR) of a differential amplifier (DA) using a single operational amplifier and an instrumentation amplifier (IA) using three operational amplifiers is analyzed, and the complete equations are derived for the case when op amps have finite differential and common mode gains. Amplitude and phase measurements support the theoretical predictions. It is concluded that, at low frequencies, for the single-op-amp DA the use of a trimming potentiometer is better than relying on low-tolerance resistors, because of the higher CMRR achieved. The DA yields a fixed 90° phase shift for the CMRR at frequencies above 1 kHz. For the three-op-amp 1A, it is important that the input buffers are coupled and that they are built from a matched op amp pair. The best CMRR is obtained when the differential gain is concentrated in the input stage, but in any case it decreases at frequencies above 1 kHz because of the reduced CMRR for the differential stage at these frequencies