基于ADF4360-6和ECL分频的高精度时间间隔测量模块设计

高精度时间间隔测量在很多方面有着重要的意义.时间间隔计数法是高分辨测时的最有效方法.设计了一种基于脉冲计数原理的高精度时间间隔测量模块,该模块采用ADF4360-6频率合成器产生1.2 GHz高频参考时钟,由于该时钟信号为LVPECL电平,需要将其转换为ECL电平.AD9515解决了这一关键技术.MC100EP016分频器实现对高频ECL信号分频计数.由于该时间间隔测量模块是电磁波时域反射电缆测长仪中的一部分,该模块的性能可以通过电缆测长仪验证.实验证明该模块具有较高精度,可以被广泛应用于时间、频率测量领域.     

基于离散相位差检测的频率测量方法

针对传统测周法进行频率测量时存在1个测量时钟周期的固有误差的问题,提出了离散相位差检测的频率测量方法.该方法首先对测量时钟的上升沿和下降沿进行计数,使误差降低到测量时钟的1/2,然后结合阻容延时存储的相位差信息,进行N段离散采样对比,从而获得测量时钟与被测信号的相位差.通过相位差的补偿,使测量误差降低到测量时钟的1/2N.理论分析和实验验证表明,该方法在测量时钟频率无法进一步提高时,通过增加离散分段数N,可以使测量不确定度和测量误差都得到大幅降低,有利于提高频率测量的精确度.     

微机测量扭矩和转速的方法与应用

论述了一种微机测量扭矩和转速的原理和方法。利用微机的时钟脉冲研制出一种精度达微秒级的时钟,用此时钟测量扭矩的误差小于1％,测量的转速误差小于1‰。在实际应用中提出了解决现场信号不稳定的两种测量方法,即周期计数和定时截取的测量方法。     

基于周期分割的复合式倍频器设计方法

本文通过将基于周期分割的时钟倍频方法和ADPLL方法结合起来,将ADPLL中的鉴相和滤波方法引入到周期分割方法中,通过修改误差补偿算法,提高了周期分割的误差精度,实现了复合的时钟倍频电路设计方法,进行了基于硬件描述语言的电路设计,并完成仿真验证.理论分析和实验表明,该方法比原有方法有较大的改进.     

基于FPGA的皮秒计数设计

在实际的现场可编程门阵列(FPGA)设计中,对纳秒以下的时间计数至今没有很好的方法进行处理。在以往的FPGA实现中,往往采用官方提供的DCM或PLL对时钟信号进行倍频处理。上述方法由于受到硬件资源的约束,用户不能随心所欲地对时钟信号进行多次处理,原因在于器件内部的DCM有限。提出了以IODELA原语为基础的方法进行时间计数设计,采用Verilog HDL硬件描述语言对皮秒进行计数操作,以Xilinx官方的Zedboard开发板和Virtex5开发板、以IODELAY原语与IDELAY原语为基础对纳秒以下的时间进行操作。经过功能仿真与板级验证,成功地实现了对于75ps~4ns(主频250 MHz的频率)的高精度计数功能。皮秒计数的实现,对于时间测量电路中细时间(主频频率4ns的时间,即75ps~4ns的时间)的生成,以及对于进行FPGA纳秒级别以下的时钟操作产生了巨大且深远的作用。目前,该单元已经成功地应用在了时间测量电路的设计上。     

脉冲激光测距中高精度时间间隔测量方法的研究

高精度时间间隔测量对脉冲激光测距系统具有重要意义,为此提出了一种新的高精度时间间隔测量方法。该方法在FPGA中实现了脉冲计数法、多相采样法和延迟链法的结合。采用脉冲计数法对被测时间间隔进行“粗值”测量,保证大的动态测量范围。利用FPGA内部锁相环产生N路同频率,相位均匀分布的时钟信号作为计数时钟,基于等精度测频原理,将被测时间间隔的测时分辨率提高到Tclk/N。利用FlipFlop锁存器形成延时链,对被测信号与相邻计数时钟的时间间隔进一步量化。该方法解决了传统多相采样技术中倍频次数高则相移分辨率降低的问题,在不增加计数时钟和有限延迟链数量的前提下,得到较高测时分辨率。测试结果表明,该时间间隔测量模块不但可以实现大的动态测量范围,而且测时过程相对较短,具有较高测时精度。     

电磁波反射测长系统的设计

对电磁波在传输线中的测长理论进行了分析,设计了一种电磁波反射测长系统.该系统由单片机控制,使用锁相倍频技术产生1 200 MHz高频参考时钟,采用脉冲计数原理,实现对发射脉冲与反射脉冲时间间隔的精确测量,在波速已知的情况下,得到被测电缆长度.实验结果表明,该系统具有较高的精度,可以被广泛的应用于电缆长度测量领域.     

移位线性插值算法在同步化中的应用

为了解决传统的线性插值算法在数据同步化过程中涉及到大量的乘、除法操作,从而导致运算效率低等问题,将移位线性插值技术应用到数据同步化中.开展了用移位比较的方式对非同步化数据进行线性插值以实现数据同步化的分析,建立了完成一个整周期同步化与所需CPU时钟周期之间的关系,提出了移位线性插值的方法;最后,在DSP TMS320F2812上对移位线性插值算法完成64点同步化运行的时钟周期进行了统计.研究结果表明,移位线性插值算法减少了CPU运行的时钟周期,运算效率提高了近768.08％.     

某型探空火箭测发控系统高精度时钟的设计

高精度时钟在某型探空火箭测发控系统中发挥着关键作用。提出了一种通过对PC/104嵌入式计算机板载8254定时/计数器重新编程来实现DOS操作系统下高精度时钟的方法,通过重新设定8254定时器0通道的计数值提高输出频率,通过高精度信号发生器对输出频率进行校准消除计数值引入的截断误差。试验结果表明该方法能够使PC/104计算机实现高精度时钟,确保测发控系统的各项测试精度达到技术要求。     

双时基频率校准电路

提供精确的时间基准是精密仪器和高精度设备计时和工作的关键技术之一。文中采用两套晶振电路，通过分频产生高频和低频两个频率信号，采用编码的方法对两个频率信号在每一个时钟周期内进行动态校核，只有两个晶振的频率在允许的精度范围内，或同时增大（缩小）相同的倍数，校核后频率信号才是正确的，且能给系统提供精确的时间基准。该方法能有效防止系统的时钟周期因意外的原因伸长或缩短。整个电路可以作为精密仪器或高精度设备的一个模块电路。     

氮稀释高效电激励连续波HF/DF化学激光器

提出使用低温吸附泵代替传统的机械真空泵和洗消装置的设想,以大幅降低电激励连续波HF/DF化学激光器的体积和重量.针对该技术需将常用的氦稀释剂替换为氮稀释剂从而引起激光器效率大幅下降的问题,对起音速阵列喷管激光器进行了研究.为提高氮稀释剂激光器效率,研制了周期4 mm间隔排列的狭缝一列孔超音速阵列喷管,以代替传统的单通道...     

K9玻璃亚表面损伤的分步腐蚀法测量

为了消除HF酸差动腐蚀法测试中环境因素对测试精度的影响,提出了HF酸分步腐蚀法,并引入修正系数Ki来对不同腐蚀阶段的环境变化做适当的修正以提高测量精度。采用HF酸分步腐蚀法测量了固结磨料抛光垫（FAP）研磨后K9玻璃的亚表面损伤层深度,并与HF酸差动腐蚀速率法和磁流变抛光斑点法的测量结果进行了对比研究。结果显示,用本文提出的方法测量得到的亚表面损伤层深度为3.479 μm,其他两种测量方法测得的结果分别为0.837 μm和2.82 μm。测量结果表明,分步腐蚀法的测量精度更高,其结果更加符合实际情况。另外测试中引入了实验校正系数Ki,很大程度上减少了操作环境及重复操作带来的累积误差。     

Dynamic properties of measuring circuits applied to frequency output transducers

Frequency output measuring transducers transform the measured quantity x into the frequency f or the period T of the output signal. Frequency is usually measured by counting the number of pulses produced by the output voltage during a constant counting time t_c, long enough to minimize a random error. The period is measured by counting the pulses of a reference oscillator in the varying time equal to N periods of the transducer's output signal. Considering the dynamic properties of both measuring chains one may conclude that averaging of the measured occurs, and in order to calculate the dynamic error, an averaging transducer ought to be taken as a reference. The paper indicates that under dynamic conditions the frequency measuring chain may be treated as a really averaging one, the period measuring chain only as an approximately averaging one, and in both cases averaging is not sufficient to eliminate the aliasing error of the sampling procedure. A method for accelerating the measurement and then avoiding the aliasing error is the “one-period method” considered in the paper. The averaging error and delay error of this method are considered in detail, under the assumption that a parameter-controlled oscillator is used as an element of the measuring chain.     

不同上升沿电磁脉冲对腔体耦合的研究

利用CST研究了不同上升沿和脉冲宽度的电磁脉冲分别对腔体上开有不同形状（正方形、长方形、正六边形）孔缝的耦合效应规律,研究表明：随着脉冲上升沿和脉冲宽度的缩短,电磁脉冲含有的高频能量越丰富,对目标腔体耦合作用越明显。     

The energy content of exhaust pulses in the exhaust system of a supercharged two-stroke-engine model

The paper describes a theoretical and experimental investigation of the factors which influence the magnitude of the energy content of the exhaust pulses in the exhaust system of a turbo-charged two-stroke-cycle engine. The theoretical analysis is first concerned with the development of an expression for assessing the energy content of the exhaust gas, and the concept of continuous mean power is described. The influence of wave action on the continuous mean power is then examined using the method of characteristics.

The theoretical analysis showed that there is an optimum value for the turbine nozzle area and the exhaust-pipe size to obtain the maximum available power in the exhaust gases. The analysis showed that the power available in the exhaust pulses increased with an increase in engine speed, release pressure and supercharge period, and a decrease in pipe cross-sectional area and nozzle area. In the case of the last two variables, there was an optimum size below which there was a decrease in available power.

The experimental programme covered a wide range of speeds, release pressures and exhaust-pipe-nozzle sizes. The results agreed with the qualitative trends predicted in the theoretical analysis.     

基于数字微分和脉冲平均的旋转机械转速曲线算法研究

旋转机械的转速是非常重要的特征参数，转速的计算主要有接触式和非接触式两种方式。在深入研究转速计算方式的基础上采用了一种简单有效的方法来计算转速，即对非接触式采集的转速脉冲序列，通过一阶数字微分、脉冲平均和数字平均的方法来计算转速。这种方法具有计算量小、计算简单、精度较高的优点，现场测试效果比较理想。     

Holographic Interferometry Using a Double-Pulse Ruby Laser with Nonsimultaneous Flashes of Pump Lamps

A method for extending the interval between paired laser pulses is investigated. This method is based on pumping an active medium by two groups of flash lamps with nonsimultaneous discharges, each of which excites a giant pulse. It is established that, at asymmetric pumping with respect to the cavity axis, a difference in the pulse propagation paths is achieved because of the thermooptic distortions of ruby rods, which result in the impossibility of recording holographic interferograms for a pulse separation exceeding several milliseconds. An unlimited interval between pulses is achieved when using a four-lamp laser pump chamber ensuring axially symmetric pumping.     

基于DSP＋CPLD的三相航空逆变电源设计

介绍了基于DSP＋CPLD的115V／400HZ三相逆变电源的设计原理和设计方法,采用移相谐振控制技术和周波变流型高频环节逆变技术,使整机开关最大程度地实现了软开关,并可靠解决了高频脉冲变压器漏感储能引起的电压尖峰问题。实验结果表明,该逆变电源设计合理、可靠性高,并在小型化、提高功率密度和可靠性方面取得了很好的效果。     

Harmonic Fitting Approach for Plane Geometry Measurements

The paper proposes the harmonic fitting (HF) approach for the selection of the number of sampled points when measuring a plane geometry. HF is the spatial frequency correspondent of the least squares method (LSM) and it will be demonstrated that following HF, the estimated errors can be evaluated as a function of the number of sampled points with closed analytical formulae. This is the basis for the development of a parsimonious sampling for coordinate measuring machines (CMMs).     

关于氢气分子Lennard-Jones（12，6）势能面的密度泛函理论计算研究

应用密度泛函DFT/aug-cc-pVQZ（基组）方法精确计算出关于H2分子Lennard-Jones（12,6）势能面。通过Gauss-ian03量子化学软件扫描H-H原子间距离从0.1～6.6？一系列能量值,得出最低势能ε值和r0值（在V（r）=0处）。并与HF/aug-cc-pVQZ、HF/3-21G、和HF/STO-3G方法比较。得出结论,使用密度泛函DFT/aug-cc-pVQZ（基组）方法能够较好地描述H2分子Lennard-Jones（12,6）势能面