无驱动结构硅微机械陀螺的信号处理

由于无驱动结构硅微机械陀螺输出信号较为特殊,应用这种特殊陀螺存在较大难度,为解决这一问题,从无驱动结构硅微机械陀螺的信号分析出发,根据其信号的特征提出用加速度计信号反映载体自转信号为基准,并以其作为参考信号解调陀螺信号的处理方法。软件上采用峰值检测和相位比较解调的算法,利用单片机实现该算法。同时设计相应的外围硬件电路,最终得到了一个能实时解调出陀螺信号得出陀螺的偏航和俯仰角速度值的信号处理系统。该系统由于引进了加速度计波形被调制带来的误差,其精度有待进一步改善。     

基于EXB841的IGBT驱动保护电路的设计

分析了IGBT驱动保护模块EXB841的工作原理,设计了三相三线制的无功功率发生器主电路IGBT模块驱动信号的预处理电路和保护电路,通过对电路及其参数在静止型无功发生器中进行的实验调试研究,结果证明电路设计的正确和可行。     

无驱动陀螺信号的频谱分析与滤波处理

为解决无驱动陀螺输出信号中干扰噪声较大的问题,考虑对陀螺信号进行数字滤波处理。根据陀螺输出信号的特点推导了无驱陀螺信号的频谱函数表达式,确定信号的频谱特点。分析了加窗截断对其频谱的影响,并对采集的信号在不同宽度的矩形窗下做快速傅里叶变换验证了所得结果。根据实际使用中无驱陀螺信号的有用频带位于低频段的特点,利用MATLAB设计低通滤波器进行滤波处理,滤波后效果较好。     

沙质沉积物声学参数测量的换能器驱动信号补偿方法

准确的沉积物声速和衰减数据对于沉积物声学模型的验证极其重要,但是由于实际声源工作带宽的限制以及发送电压响应不平坦,造成了发射声信号频谱形状改变,导致实验测量数据不准确。为此,本文采用实测的换能器发送电压响应对驱动信号进行补偿,以实现窄带换能器频响特性的均衡,减弱换能器对发射信号的影响。数值仿真验证了本文所提方法的有效性,并且实验结果表明,驱动信号经补偿后,窄带发射声信号中心频率的偏移得到有效抑制,宽带发射声信号的带宽与驱动信号的带宽更为逼近。同时,该方法拓宽了窄带测量数据的有效带宽,降低了宽带测量获取的声速和衰减数据的起伏,使得窄带和宽带数据更加一致,提升了实验结果的准确性。     

一种硅微机械陀螺小信号检测电路的设计

微弱输出信号的检测是微机械陀螺接口电路设计中的关键技术.针对旋转载体驱动硅微机械陀螺的振动特性,给出了一种适用于微弱电容变化量的小信号检测电路.信号经过差分放大之后,设计了一种适合该陀螺特点的带通滤波器,并对该电路的幅频特性和相频特性进行了分析.实验结果表明,该电路能有效敏感电容变化量,陀螺接口电路能检测到10-3pF量级的电容变化,最小分辨率可以达到0.1°/s.     

微机械陀螺的建模与仿真

为了降低微机械陀螺系统的噪声和提高系统分辨率,依据电磁驱动电容检测式微机械陀螺的运动方程和接口电路的传递函数在Simulink仿真平台上建立了系统级仿真模型.模型中加入了传感器的机械热噪声、电路的电热噪声以及传感器内部的耦合效应等.模型不仅能够实现陀螺系统的功能性仿真,还能对各部分噪声源对系统性能的影响进行量化,获得不同耦合情况下的系统主要噪声源.系统噪声仿真结果表明,当陀螺器件内部耦合效应较小时,电容电压（CV）变换电路单元为主要噪声源;当陀螺器件内部耦合效应较大时, 陀螺自激端输出信号的带通滤波放大电路单元为主要噪声源,并通过实验测试使仿真结果得到了验证.     

一种适用于大功率IGBT/MOS开关器件载波驱动电路

针对IGBT/MOS驱动电路隔离与辅助供电通过分开的电路产生,使驱动电路连线及电路复杂的问题,利用常规元件设计了一种载波驱动电路,给出了结构,分析了工作原理,通过实验验证了电路的可行性.该驱动电路实现了能量传递与信号传输,电路不受频率和占空比限制.     

LFM发生器及其在超声波TDOA测量中的应用

提出一种基于DDFS的全数字方波LFM产生电路的方案,介绍电路的结构、工作原理及参数选择,分析电路的性能特点,比较正弦LFM与方波LFM信号的自相关函数和频谱,研究将方波LFM信号作为超声波发生器激励信号进行TDOA测量的方法,并用实验验证全数字离散方波LFM用于超声波发生器TDOA估计的有效性。     

硅微机械陀螺信号非线性补偿算法的研究

由于无驱动结构硅微机械陀螺的特殊性,其输出信号受自转频率的影响很大,为非线性的,这种动态特性使陀螺无法实用化,因此提出了一种适合该陀螺信号非线性补偿的新算法,通过补偿理论分析,软件程序编写和调试,硬件电路的构建,实际测试的陀螺仪输出信号和补偿后陀螺仪输出信号的对比,论证了该非线性补偿算法的可行性,并且由实际数据验证了该算法的补偿误差较小,精确性很高。证实该算法可以消除由载体自转引起的陀螺信号的误差,最终使陀螺仪输出信号的幅值只与输入角速度之间呈线性关系,稳定性得到增强。从而完善了硅微机械陀螺信号处理系统,使陀螺实用化。     

基于LED的可见光通信系统预均衡技术研究

目前发光二极管(LED)调制带宽一直是制约可见光通信(Visible-Light Communication,VLC)领域的一个瓶颈,一般普通的商用白光LED调制带宽只有几兆左右,严重制约可见光通信系统发展。基于提高LED的调制特性角度对可见光LED调制特性进行分析和实验论证。实验结果表明,通过基于FPGA产生信号通过预均衡驱动电路加载到蓝光LED,利用OOK-NRZ调制方式实现100Mbit/s速率,从而有效提高可见光通信系统中带宽问题。     

基于FPGA的数控移相正弦信号发生器的设计

本文介绍了基于FPGA技术,利用VHDL编程并加以简单的外围电路构成的数控移相正弦信号发生器。具体应用FPGA芯片及D／A转换器,采用直接数字频率合成技术（DDS）,设计实现了一个频率、相位可控的正弦信号发生器。采用此方法设计的数控移相正弦信号发生器能够产生频率、相位均可数字式预置并可调节的两路正弦波信号,频率范围为20Hz至20kHz,相位差范围为0．359°,步进为1°。     

精确延时的一种方法

使用单稳态触发电路作“延时”或“定时”用,由于受到元件和器件的影响,其精度不会太高。本文介绍一种方法以提高“延时”的精度,用计数器的分频作用和一个高精度的信号源,配上适当的电路,组成一个具有实用价值的“延时”线路。该方法具有使用灵活、精度高的特点。     

函数信号发生器电路制作

利用分立元件产生方波、三角波和正弦波三种波形原理分析,通过ORCAD软件进行波形仿真,并对核心元件参数选择作了经验分析和调整,然后进行电路PCB设计,按照给定的PCB板装配元件,从所给元器件中选择所需要的型号,采用分块焊接单独调试,方波、三角波电路由比较器与积分器组成反馈闭合电路．最后完成电路的制作．     

基于AGC的等精度数字频率计设计

为了改善工业控制中对频率计的测量精度不高和测量带宽不大的问题,依据等精度测量技术,利用单片机STM32F103VET6、FPGA及自增益控制电路(AGC)设计了一款数字频率计,该频率计可以测量信号频率、周期、时间间隔以及占空比等参数.经实测表明,该频率计具有测量精度高、测量带宽大等优点,具有良好的实用价值.     

整流电路输出特性的分析与仿真

整流电路是同步发电机励磁系统中的一个重要环节,它对电力系统运行有着极其重要的影响．本文在对三相桥式全控整流电路的输出电压与导通角及负载特性的关系进行分析的基础上,采用Matlab的可视化的仿真工具Simulink对其进行了仿真研究．结果表明：仿真的输出电压波形与电路分析方法得到的结果具有很好的一致性：采用Matlab／Simulink的可视化仿真可以使复杂电路的分析变得非常直观、快捷、方便,它可以替代实际的电路实验,并可将其应用于电路的设计、调试等过程中．     

一种实用程控信号源的设计与应用

介绍了作者设计的一种实用的程控信号发生器，阐述了电路的软硬件原理，并主要讨论了控制、D／A转换、波形发生电路及程控信号源的波形应用。该电路具有闭环控制既能提供稳定不变的信号，又能提供频率能按某一曲线规律变化的信号的特点，其性价比高、构成简单、适用范围广、实用性强。     

W波段宽带电调信号源

依据电调基频、提取谐波的构想,建立了串联型宽带变容管电调谐波振荡器的电路模型。在3mm频段上完成了电路设计,获得了15%的相对电调带宽,带内最小功率5mW,最大功率超过17mW;输出功率大于5mW的电调带宽达到13GHz。以宽带电调谐波振荡器为核心,完成了3mm电调信号源的系统设计,该信号源工作带宽10GHz,频率显示误差小于100MHz,频率稳定度(2~9)×10-4/h,可以连续波和方波两种方式工作。     

Photonic Vector Signal Generation by Frequency Sextupling for Radio Over Fiber Systems

面向光载射频系统的光子学六倍频矢量信号产生方案

王思阳,刘乃安

（西安电子科技大学 综合服务网络国家重点实验室,西安 710071）

创新点说明：

提出一种面向光载射频系统的光子学六倍频矢量信号产生新方案,该方案结构简单,可通过光子学六倍频技术大幅度降低系统带宽需求,产生的矢量信号质量较好,可避免由光纤色散引起的周期性功率衰落,避免相位混叠。

研究目的：

利用光子学大带宽优势,实现60GHz频段矢量信号的光子学产生,降低调制器、本振、驱动电路的带宽,同时避免相位混叠和功率衰落。

研究方法：

通过理论分析与仿真验证相结合的方法。

结果：

1）经过0-40km光纤传输,矢量信号功率保持一致,说明该方案产生的矢量信号可以避免由光纤色散引起的周期性功率衰落。

2）产生的矢量信号解调后星座图完好,说明该矢量信号产生方法可避免相位混叠。

3）在保证误码率小于10^-9情况下,与未光纤传输相比,光纤传输20、30、40km后接收机功率最大仅增加2.5dB,说明该方法产生的矢量信号质量较好,适合长距离光纤传输。

结论：

所提出的光子学矢量信号六倍频产生方案,结构简单,产生的矢量信号质量较好,可避免由光纤色散引起的周期性功率衰落,避免相位混叠,另外六倍频技术可大幅度降低系统的带宽需求。该方案有望应用于未来60GHz的宽带无线通信系统中。

关键词：双平行马增调制器;倍频;上变频;矢量信号;光载射频