氢原子钟的设计改进与性能

氢原子钟是至今为止除极短时间测量间隔之外最稳定的频率标准,由于环境温度的变化及谐振腔老化而引起谐振腔频率的变化,导致氢原子钟长期性能降低.为了减小这些影响需借助一种自动调谐器来确保谐振腔的频率始终工作在所需的频率上,改善氢原子钟的长期性能,日稳定度可达到1.0×10-14.这篇文章描述了上海天文台研制的氢原子钟的技术改造与性能.     

基于单片机的低压电力线噪声发生器的设计与实现

在分析低压电力线噪声特性的基础上,设计低压电力线噪声发生器。重点介绍了低压电力线噪声发生器的硬件设计方案,该系统以单片机为核心,采用USB接口,成本低,可靠性高,抗干扰能力强,使用也更加便捷。     

一种高精度生物电阻抗测量系统的设计

设计了一种生物电阻抗测量系统，用于无创测量颅内血肿、水肿引起的电阻抗变化。该系统采用直接数字频率合成技术（DDS）设计高精度、频率可调的正弦激励电流源，采用正交序列数字解调法提取电阻抗的信息，并对解调结果进行软件补偿。所实现的电阻抗测量系统可工作于5～300kHz，在全频率范围内，系统具有80dB以上的共模抑制比（CMRR），对100Ω电阻的相对测量精度达到-90dB。采用颅内注射50μl自体血的方法，建立大鼠颅内出血动物模型，初步的动物实验表明，该系统可以检测到相应的电阻抗变化。     

基于DDS的数字程控滤波器的设计

数字程控滤波器主要由信号放大电路、滤波电路、时钟脉冲产生电路、单片机控制电路和液晶显示电路等组成。单片机根据输入参数控制仪用放大器的外接电阻和开关电容滤波器的时钟信号,对输入小信号进行相应的放大、低通和高通滤波处理。提出了采用直接数字频率合成技术为开关电容滤波器提供时钟脉冲。有效地控制高／低滤波电路的截止频率。测试结果表明设计的程控滤波器满足设计要求。     

ERT数据采集系统信号发生模块的设计

电阻层析成像系统（Electrical Resistance Tomography．简称ERT）具有无扰动．无辐射．可视化．可在线测量等特点。在两相流测量中有很广阔的应用前景。ERT数据采集系统信号发生器模块通常有模拟式和直接数字频率合成（Direct Digital Frequency synthesizer．简称DDS）式两种类型。其中，DDS具有较高的频率分辨率．可实现快速的频率切换。且在频率改变时能够保持相位的连续，很容易实现频率．相位和幅度的数控调制。本文用DDS芯片AD7008及外围电路组成了ERT数据采集系统信号发生模块，产生频率，幅值，相位可调的正弦波。     

基于DSP Builder的数字调制器设计

基于DDS原理,采用Altera公司的DSP Builder软件,设计了具有FSK、PSK、ASK功能的数字调制芯片,经验证此设计方法正确、实用。     

可程控智能函数发生器的实现

本文介绍了一种基于GPIB（General Purpose Interface Bus）接口的可程控智能函数发生器。此发生器控制机可以通过GPIB接口很方便地改变函教的频率、幅度、相位。由于此发生器采用了直接数字频率合成（DDS）技术．具有频率转换快、分辨率高、相位噪声低等特点．可以产生准确、快速的信号．从而充分体现了其设计的智能化。     

低频数字式移相信号发生器的设计

介绍了低频数字式移相信号发生器的原理,系统利用AVRmega8515配合16 384MHz的高速晶振,采用软件DDFS实现双路数字式移相信号发生器,由于使用优化算法,实现了6 5536×105次/s的双路相位计算,从而实现了20Hz的频率步进和从20Hz到20 48kHz的可移相的0～360°的信号输出,系统硬件结构简单,频率、相位稳定度高。采用数码管显示和按键设置频率及相位差,使用方便。     

基于89C51的信号发生器设计与实现

该信号发生器以单片机(89C51)为中心控制系统,由晶体振荡电路、地址产生电路(直接数字合成DDS)、波形产生电路、运算放大电路、功率放大电路及串行通讯电路组成。采用了直接数字频率合成技术,较大幅度的提高了输出波形的频率;可满足输出频率0.1 Hz~1 kHz的变化范围。波形数据的存储采用双端口RAM,使波形数据的输入输出相对独立,避免了系统总线隔离,使系统简单可靠。采用串行通讯电路可以直接方便的通过上位机改变波形的频率和幅值,确定输出波形的类型。     

基于DDS技术与DSP Builder的2FSK设计与实现

DDS(直接数字合成)是一种新型的频率合成技术，很容易实现频率、相位和幅度的数控调制；2FSK(二进制移频键控)是利用二进制数字基带信号控制载波进行频谱变换的技术。介绍了DDS、2FSK的基本原理，还详细介绍了基于DDS技术、应用Altera公司推出的DSP Builder和QuartusⅡ软件用FPGA实现2FSK的方法。     

面向CPT铷原子钟频率合成器优化

采用锁相环频率合成技术产生3.417GHz微波频率并对其优化,相位噪声为-104.75dBc/Hz@100kHz,将优化后的锁相环频率合成器加载到VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser垂直腔面发射激光器)上对驱动电流进行幅度调制,使VCSEL产生具有特定光频差的高度相干双色光,测试原子对±1级边带的多普勒吸收峰,通过改变微波信号的功率从-10dBm到+8dBm,测试在不同温度下改变微波功率对多普勒吸收峰的影响,找到对应工作温度下最佳的微波功率使得铷原子对±1级边带吸收峰最大,测得温度在64℃、65℃、66℃时,最佳微波功率分别为-3dBm、-1dBm、3dBm,为后续CPT(Coherent Population Trapping相干布局囚禁)信号测试奠定基础。     

锶原子光钟闭环控制系统的设计与实现

为了实现~(87)Sr原子光钟的闭环运行,根据将超稳激光频率锁定在钟跃迁超精细能级自旋极化谱双峰中间的锁频原理,设计和实现了锶原子光钟闭环控制系统。首先,详细分析了~(87)Sr原子光钟闭环运行的具体需求,包括冷原子制备及钟跃迁探测、闭环锁定等阶段中所需要的控制信号及其时序;然后,根据该需求设计了时序控制和频率控制的物理系统;最后,利用LabVIEW虚拟仪器开发平台和NI硬件系统设计了~(87)Sr原子光钟的闭环运行的自动化控制程序。实验结果显示,采样时间为3 000 s的光钟频率稳定度为5.7×10~(-17),拟合得到的环内稳定度为5×10~(-15)/τ~(1/2),表明该控制系统的精度符合锶原子光钟的闭环运行要求。     

冷镱原子光钟绝对频率测量及相关跃迁研究的进展

光学原子钟的稳定度和不确定度都已全面进入小数 10 -18 量级,是目前最精密的时间频率测量工具之一。 光学原子钟 已在精密测量和基础物理研究等尖端科研领域展现出潜力,并有望重新定义时间单位“秒”。 镱原子光钟因其独特的能级优势 而成为了目前世界上发展最成熟、研究最广泛的光钟之一。 镱原子钟跃迁的绝对频率测量和镱原子相关跃迁光谱的精密测量 具有重要意义。 综述了冷镱原子光钟的钟跃迁 6s 21 S0 -6s6p 3 P0 能级绝对频率测量的国内外进展,并介绍以 7. 3×10 -16 的不确定 度测量镱原子钟跃迁绝对频率的实验,测量值为 518 295 836 590 863. 30±0. 38 Hz。 综述了利用已完成绝对频率测量的镱原子 光钟为基准,对镱原子的 649,770 和 1 389 nm 抽运光的对应跃迁绝对频率进行精密测量的结果。     

原子钟钛泵高压电源及小电流检测电路设计

氢钟、铯钟等原子钟钛泵维持贮存泡、铯束管超高真空度,需要3 000、3 500 V高压电源供电,并检测高压电源供电电流以判断工作状态。采用Buck电流馈电推挽拓扑结合Cockcroft-Walton倍压整流电路,研制了钛泵高压电源。给出了3种Buck电流馈电电路的缓冲电路、基于D触发器的两路50%占空比的交错驱动电路和输出小电流检测电路;高压电源采用了真空灌封工艺、单面表贴化PCB设计和高压舱、低压舱两舱结构设计;此设计降低了整流管的应力,实现了0.5%的负载调整率、20~50 V宽输入电压范围、0~18μA电流检测,并通过了低气压放电试验,满足了原子钟钛泵的要求。     

光源闪动频率测试系统设计

针对某型号手机带手电筒闪光的特点,设计了一种光源闪动频率测试系统。利用小面积PIN光电二极管对光源闪动的信息进行捕捉,设计了光电转换电路对光信号进行识别和转换,采用滞回比较器对信号进行整形。通过对手电筒30Hz闪动模式实际测量表明:该系统性能可靠且测量精度高,有一定的实用价值。     

石墨消解连续光源原子吸收法测定废气中重金属

采用DEENA石墨消解仪对采集的废气样品进行前处理,利用contrAA700连续光源原子吸收光谱仪测定样品中重金属铜、锌、镍、铅、镉、锰。本试验优化了消解液的组合,使样品消解更完全,且克服了传统火焰原子吸收法需要更换空心阴极灯的缺陷,提高了分析速度。各元素的检出限分别为铜0.0025mg/m~3,锌0.0012mg/m~3,镍0.0038mg/m~3,锰0.0025mg/m~3,铅0.0075mg/m~3,镉0.0025mg/m~3。各元素的回收率分别为铜94.2%,锌102.5%,镍95.6%,锰104.1%,铅97.3%,镉95.3%。本方法具有较高的准确度,相比传统的火焰原子吸收法有更高的工作效率,适用于废气中多种重金属的同时测定。     

Review of satellite disciplined clock system

Satellite disciplined clock system (SDCS) composed of satellite timing receiver and local frequency synthesis is widely applied for its high accuracy and low cost.This paper provides a review of SDCS.K...     

真空紫外-极紫外反射率计控制与数据采集系统

针对自行研制的真空紫外-极紫外(VUV–EUV)波段反射率计运行需要,基于LabVIEW软件构建了该反射率计控制和数据采集系统。详细介绍该系统的组成和主要硬件单元模块的控制流程与方法,并给出准直调试程序和反射率数据采集程序的架构、用户界面和数据采集方法。提出的新数据采集算法有效提高了弱信号条件下反射率测量的可靠性。利用该控制与数据采集系统,对Si基板开展了准直校准与反射率测量实验。结果表明,在7.5°～87.5°范围内直通光电流信号为20 pA时仍能获得可靠的反射率,且基于入射光监测方法的反射率测量实验结果与理论计算相符更好。除在布儒斯特角附近信号电流小于本底电流0.7 pA时,反射率重复测量误差优于1.6%。     

通信系统原位检测中的信号源设计

文章介绍DDS工作原理和AD9954、 AD9959的特性,论述信号源硬件设计、调频软件设计和性能分析。该信号源具有结构简单、频率分辨率高、功耗低、输出频率信号相位连续、频率转换时间短、调制简单灵活等优点,实现通信系统原位检测的功能需求。     

LED光源照明微投影仪系统的设计

随着LCOS技术的发展,投影仪趋于微型化,而投影系统的分辨力也不断提高,因此对投影仪的光源系统的要求就越来越高,希望得到高强度以及光学扩展量小的光束。采用两个LED面光源作为投影仪的照明光源,使用包括了与偏振光转换系统耦合的光棒以及照明透镜的FF光学系统,使光源发出的光得到充分的均匀,并尽量地会聚在LCOS上。模拟结果表明,该照明系统达到了所要求的照度,并且整个系统结构简单,非常紧凑。