光纤传感式红外水分测定方法的研究

将光纤传感技术与传统的红外水分测定方法相结合,设计了一种光纤束传感器来实现发射光和接收光的传输.为将接收二极管上的微弱信号送到A/D转换器处理,采用锁定放大原理设计接收信号的调理电路.在不影响测量精度的情况下,能使红外水分测定系统变得更简单、更廉价.     

参量相控发射阵的研制

本文介绍参量阵在信息传送、水下电话、海底剖面测量等应用的近年发展,以及参量相控发射阵在提高参量声呐性能方面的潜力:阐述矩形参量相控发射阵的设计和性能计算,给出测试结果。所研制阵的两个原频声波频率分别为f_L=41～45kHz,f_H=46～49kHz。差频声波频率f_N=3～8kHz。波束宽度θ_(-3dB)=6.7°,随f_s变化很小。在f_s=7kHz时,差频声源级SL_s超过186dB,参量增益G约为-41dB。在相控信号激励下,差频波束与原频波束同步扫描,在相控角θ_0不大时(θ_0≤12°),θ_(-3dB)几乎不随θ_0变化,当θ_0=12°时,SL_s平均下降2.2dB,可满足多波束发射的需要。     

一种声学参量阵的研究

对参量阵激励信号进行了分析设计,并通过参量阵样品的实际测量,对不同激励信号下参量阵自解调声场的特性进行了验证,结果表明:单边带调幅信号输入时声场的谐波幅度较双边带调幅信号输入时的谐波幅度小,并且差频波声源级高;参量阵在相同激励信号下,差频波声源级随输入功率的增大而迅速增大,但功率太大可能会导致功率放大器产生非线性作用,从而增大谐波幅度。     

聚焦参量阵原频声场抑制方法的研究

在近距离海底底质原位探测中,使用多阵元聚焦技术能弥补参量阵中差频信号能量较低的不足,但也会使得声焦点处的原频信号能量过高,导致接收系统信号波形限幅,引起波形失真,此外在声场测量时也容易造成传感器损坏.基于KZK(Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov)方程和Berktay包络自解调理论,以声焦点...     

接收换能器非线性理论研究

一、接收换能器非 线性理论研究 在一般的声学问题中,人们总是将换能器视为线性器件。即作用于换能器表面的声压和换能器两端的开路电压呈线性关系。但是在非线性声学中、由于参量阵的工作频率向低频方向的发展以及参量阵近场应用研究的展开,换能器的非线性效应也就比较明显了,它直接影响和干扰了实验测量结果。例如,在参量发射阵的近场实验中,由于水听器距发射换能器较近,因此,此时原频衰减很小,作用于水听器的原频声波很强,而参量发射阵作为一种“虚端射阵”当阵长较短时,水介质非线性形成的差频信号未能经过足够的累加,因为差频信号很弱,…     

汞离子频标数据采集系统的小型化设计

为实现汞离子微波频标电子伺服系统的小型化,设计了一种基于FPGA的汞离子频标数据采集系统。采用宽带、高速、低功耗的微芯片电路模块对离子跃迁谱线的微弱荧光信号进行放大、整形、降噪处理;利用FPGA高速光子计数法对信号进行采集。取代了传统的计算机软件LABVIEW与商用仪器结合的数据采集系统,实现了对离子微波频标物理系统中微弱荧光信号的有效采集。     

多通路高指向性声频声源的实验研究

1引言20世纪六十年代,Westervelt[1]和Berktay[2]先后提出了参量阵的概念,指出了两个频率的信号在非均匀介质中传播时可产生和频与差频信号。其中,     

一种基于DSP的测量微弱光电信号的方法

采用相关检测原理设计并基于DSP的双相位锁相放大技术,设计了一种光电信号检测的方法,特别是针对背景噪声比较大的微弱光电信号,它具有很高的灵敏度。从应用的角度研究了微弱光电信号的检测原理,讨论其应用于DSP技术的双重锁相结构的优点,消除了参考信号和待测信号相位差不确定性的影响。实现了对微弱光电信号的实时在线检测。     

可编程THz-TDS锁相放大技术

太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)其光导天线产生的信号与背景噪声相比极其微弱,需要采用锁相放大技术对信号进行放大处理。根据锁相放大的基本原理和太赫兹时域光谱系统的特点,设计出了基于 AD630的可编程THz-TDS锁相放大系统,该系统能够根据使用要求提供合适的中心斩波频率和带宽值。通过实验得到了由模拟开关控制的可编程带通滤波器在不同中心斩波频率处的输出值和带宽的关系曲线,并通过模拟实验验证了系统对微弱信号的探测能力。最后,在光学延迟线移动速度为1500μm/s,连续扫描的情况下,采集到的THz信号的信噪比在50 dB左右。结果表明,该系统具有中心斩波频率和带宽可调,锁相效果好,体积小,便于太赫兹仪器的集成化等优点。     

参量阵声纳的新应用分析

介绍了近几年国外参量阵技术在浅海探测声纳、吊放声纳、鱼雷自导声纳、浅海水声通讯等方面的应用进展情况。针对频率为30kHz的线性小目标探测声纳,对原频90kHz、差频30kHz的非线性参量阵进行了性能估算,结果表明,参量阵声纳在高混响背景下探测小目标的性能优于线性声纳。文章还分析了参量阵声纳的新应用所面临的一些技术难点,给出了一种相对简单的宽带参量阵的实现方法。     

锁相放大器直流输出分析——输入占空比可调矩形波信号

锁相放大器在微弱信号检测中具有广泛的应用,为了更好地了解锁相放大器的工作特性,采用占空比可调的矩形波信号作为信号源输入,系统研究锁相放大器的直流输出与输入信号的相位及占空比的关系。实验结果表明:采用幅值相同、不同占空比的矩形波信号通过锁相放大器其直流输出值不同,输入不同占空比的矩形波的被测信号在锁相放大器直流输出与相位和占空比的关系图像为三角波形,当占空比为0.5时有最大输出值。     

基于声学特性的灯泡贯流式水轮发电机组噪声信号采集系统设计

大量程、高精度的噪声信号采集是基于声学特性的灯泡贯流式水轮发电机组故障诊断的前提.为此,该文设计一种灯泡贯流式水轮发电机组噪声信号采集系统,介绍噪声信号采集系统原理,完成基于两级分段组合的放大电路设计,解决传统单级调理电路不易实现全量程、大动态范围信号放大的问题,给出详细的信号放大电路、滤波电路等参数设计方法和采集卡A...     

基于石英音叉探针的原子力显微镜测头开发

基于石英音叉探针开发了一种自感应原子力显微镜(AFM)测头。该测头通过自身输出电信号检测悬臂振幅变化,无需外部光学检测部件,易于集成。针对测头设计了微弱电流提取及寄生电容补偿电路。利用商业化锁相放大器实现了对测头幅度信号的获取。在此基础上对测头在调幅模式下的力-距离曲线和分辨力进行了测试。利用锁相放大器内置的PID模块实现了调幅模式下对样品表面形貌的测量。实验证明,该测头灵敏度为0.624 mV/nm,分辨力优于2 nm。     

拖曳线列阵中压电陶瓷水听器的设计

本文介绍了一种用于拖曳线列阵声呐的压电陶瓷型水听器，我们在提高水听器工作稳定性与可靠性，在确保水听器有较高接收灵敏度的前提下，尽可能降低水听器加速灵敏度。该水听器的低频接收灵敏度为－１９３．５ｄＢ，在２０～１０００Ｈｚ频段内灵敏度起伏为±０．４ｄＢ，加速度灵敏度约为－６５ｄＢ     

Automatic alignment of a displacement-measuring heterodyne interferometer

A technique to align automatically the beams of displacement-measuring interferometric gauges is described. The pointing of the launched beam is modulated in a circular pattern, and the resulting displacement signal is demodulated synchronously to determine the alignment error. This error signal is used in a control system that maintains the alignment for maximum path between a pair of fiducial hollow-cube corner retroreflectors, which minimizes sensitivity to alignment drift. The technique is tested on a developmental gauge of the type intended for the Space Interferometry Mission. The displacement signal for the gauge is generated in digital form; and the lock-in amplifier functions of modulation, demodulation, and filtering are all implemented digitally.     

微弱电信号检测方法回顾

系统分析了微弱电信号检测的理论和技术,着重讨论了强噪声背景下微弱电信号现有检测方法的优缺点及应用.以线性和非线性为主线,将线性分析法按时域(相关检测法、锁定放大、取样积分、数字式平均、时域平均)、频域(功率谱法)以及时频域(小波变换谱分析、分数谱分析)检测方法进行梳理归类,而对于非线性分析法主要分析了高阶谱、神经网络、支持向量机、经验模式分解、混沌理论、差分振子以及随机共振方法.最后认为,多种理论与技术的结合以及借助软件技术,如LabVIEW,是弱信号检测的发展趋势.     

Travelling-wave Brewster-angled Stripe InGaAsP Laser Amplifier at 1·3 µm

Abstract

Optical amplification of a Brewster-angled stripe travelling-wave laser amplifier operating at 1·3 µm is described. An actively mode-locked external cavity semiconductor laser generating pulses of duration from 11 to 30 ps was used as a signal source. Maximum single-pass gain of 32 dB was attained for an input of ?24 dB m and a maximum output peak power of 25 dB m was measured for an input power of 8 dB m. Narrowing in the amplified pulse was observed on a synchroscan streak camera when the amplifier gain is too weak to sustain constant temporal amplification across the whole pulse     

混凝土结构健康检测的声发射圆阵波束形成仿真分析

采用了声发射(Acoustic Emission,AE)均匀圆阵并分析其波束形成特性,通过仿真分析了阵元数目及声发射模拟信号频率的变化对波束模式的影响.结果表明,当频率不变,阵元数目为4~32时,随着阵元数目的增加,角分辨率保持不变,最高旁瓣降低,可达-8 dB左右.混凝土结构内部缺陷声发射信号的超声频段一般在25~200 kHz,当阵元数目不变时,随着频率的升高,角分辨率随之升高,最高旁瓣也随之增大.另外,文中提出如何设计一个性能相对稳定的阵列,并通过从噪声信号中提取有用信号的实例说明声发射均匀圆阵空间匹配滤波性能.     

一种带移相功能的锁相放大电路设计及仿真

介绍了一种带移相功能的锁相放大电路的设计及仿真,可应用于从噪声中提取微弱信号的领域。锁相放大技术与窄带滤波相似,包括相敏检波和低通滤波,该电路基于相敏检波芯片AD630,并设计0°~360°移相电路,可调节相位保证输入信号与参考信号相位一致,得到输出最大值,经过仿真试验验证,该锁相放大电路可从1000倍的噪声中提取有效信号。