锁相红外检测中相位检测方法

介绍了调制加热阶段的一维热波导热方程。为了减少图像序列采集数量,针对相位法红外热成像检测提出了获取热波信号相位信息的方法,即相关检测算法。利用噪声信号与参考信号不相关的原理,有效地提取微弱被测信号。通过对同一组图像序列的处理,将其与4点平均算法比较,证实该算法采集信息少,具有较高检测精度。同时也验证了相位信息对样品表面非均匀性不敏感,使得相位法红外热像技术在无损检测中有广泛应用。     

红外锁相法热波检测技术及缺陷深度测量

研究了红外锁相法热波检测技术的原理、缺陷深度测量及在蜂窝夹层结构及焊接构件检测中的应用。建立了二维热传导有限差分模型,采用该模型计算了强度按正弦规律变化的热流引起试件表面温度变化的历程,基于锁相法提取了有缺陷与无缺陷处的准稳态温度变化,并计算了二者的相位差。然后,建立了热波在试件中传导的热-电等效模型,利用该模型对红外锁相法热波检测技术进行了仿真研究,得到了缺陷深度和反射热波与入射热波相位差之间的关系。最后,采用红外锁相法热波检测技术对模拟缺陷的蜂窝夹层结构试件和实际焊接构件进行了无损检测试验。结果显示,有限差分模型和热-电等效模型计算有缺陷与无缺陷处的相位差与试验结果基本一致,偏差5%,表明采用红外锁相法热波检测技术能够快速、准确地获得缺陷大小、位置等,该技术也适用于有复杂曲面结构的构件。     

光学镀膜近红外膜厚监控的信号压噪

在光学真空镀膜膜厚监控过程中,近红外波段信号弱、外界干扰大、信噪比低,难于检测监控。运用相干检测、锁相放大原理,在光学真空镀膜机可见光波段监控系统的基础上,自行研制锁相放大器和改装近红外探头,成功地实现了近红外信号的压噪、放大、滤波和检测监控。     

基于磁通调制法的强磁场计量技术研究

恒稳强磁场在科学研究、生物医疗和材料科学等领域发挥着举足轻重的作用。针对超强磁场难以测量和溯源等问题,采用基于磁通调制原理的强磁场测量方法研制了高稳定强磁场测量装置,通过开发信号调理电路,利用锁相原理获得最佳信噪比,最终获得与被测强磁场磁感应强度相对应的感应电动势值。采用标准磁场对测量装置的线圈常数标定后,该线圈常数可作为传递标准,实现超强磁场的测量和校准。对1～7 T范围内超导强磁场开展测试和比对,并对测量装置及线圈常数进行了详细的不确定度分析评估,结果表明,1～7 T磁场测量的偏差优于0.083%,测量装置引入的相对不确定度达到3×10^-4,这对于超强磁场的测量有重要的参考意义。     

三角形鉴相特性锁相鉴频器中混沌现象的研究

研究了具有三角形鉴相特性的锁相鉴频器中的混沌现象。利用Mel'nikov方法,从理论上证明了当系统参数满足一定条件时,Melnikov积分M(to)有简单零点,这时系统有homoclinic混沌解,也即锁相鉴频系统有混沌输出,同时给出了混沌产生的区域。     

一种低抖动快锁定的时钟数据恢复电路设计

采用TSMC 0.13μm CMOS工艺,设计了一种基于延迟锁相环(DLL)与锁相环(PLL)混合技术的时钟数据恢复(CDR)电路。它结合延迟锁相环电路追踪速度快和锁相环电路抖动抑制能力强的特点,与通常基于二阶锁相环结构的电路相比,在输出抖动相同的情况下,具有更快的锁定时间。仿真结果表明该电路可以成功恢复出480 MHz伪随机数据,数据峰峰值抖动约为39 ps,即相对抖动约为0.02 UI,锁定时间约为793 ns,较二阶锁相环结构的电路提升了32%。芯片核心电路面积为0.15 mm2,1.2 V电源供电下消耗功耗6.9 m W。     

具有锁频/锁频-锁相两种工作模式的CMOS数字锁相环

提出了一种新型的数字锁相环（DPLL），它具有锁频（FL）和锁频-锁相（FPL）两种工作模式，在FL和FPL两种工作模式下分别可以获得较低的频率抖动和相位噪声。并采用自校准技术，具有快速锁定，低抖动，工作频率范围宽的优点。     

用于混频信号的双通道数字锁相放大器

为了实现对混频信号的高速采样和同步处理,提出了一种采用正交数字解调算法的双通道数字锁相放大器.系统结构基于数字信号处理器(DSP)及其配合的硬件,并采用增强并口(EPP)协议,实现了DSP同PC机的双向高速通信.实验验证了该系统的可行性.     

基于低频窄带的超高性能高频宽带合成源设计

随着测试仪器的发展,高频段信号的应用越来越多,因此对高频信号测试系统的性能要求也不断提高.本文在基于高性能的低频窄带合成源的基础上,提出一种通用的超高性能高频宽带合成源设计方案.本方案采用分频锁相和混频锁相组成的双环锁相模式,在分频锁相模式下,信号进行快速锁定,实现宽频段内信号的大幅度切换;在混频锁相模式下,通过引入不同频段的窄带信号与VCO的反馈信号进行混频鉴相获得超高性能的宽带信号,最终实现宽带高频信号的稳定输出.     

甚高频信号源的设计

为了给小型信标模拟器提供甚高频载波,利用锁相环(phase loop lock,PLL)频率合成原理,使用集成锁相频率合成器ADF4360-8设计甚高频(ultra high frequency,UHF)信号源,详述了电路的硬件设计,简要介绍了软件设计.实验结果表明,频率误差小于±0.002%,达到了预期的技术指标.