一种改进型等精度宽频频率计的设计

根据等精度频率测量原理,分析了测量精度与频率测量闸门时间和预置门时间的关系,提出了一种改进型等精度频率测量的方法。该方法的主要思想是利用VHDL语言设计的测频计数模块不需要根据被测信号的频率大小而不断改变预置门信号的宽度,只需要固定给出100mS的预置门信号即可。单片机根据频率计数模块的计数结果进行相应运算得出频率值。经仿真和测试,在输入前级加放大整形电路和高速分频电路可以实现幅度从0.1V～10V,频率从0.1HZ～2.7GHZ的信号的全程测量。     

基于双耦合混沌振子的未知频率弱信号检测

针对微弱信号检测的难点问题,提出了一种应用于未知频率微弱信号的分段测频检测方法.利用双耦合Duffing系统相轨迹状态的跃迁对于输入微弱信号的敏感特性实现了对淹没在强噪声中的微弱信号的检测,同时利用分段测频方法实现了对微弱信号的频率测量,有效地解决了单Duffing振子的微弱信号检测方法易受噪声影响产生误判的问题,突破了现有微弱信号混沌振子检测方法只能进行已知频率信号检测的局限性.仿真实验结果证明该方法确实能够较为准确地检测出输入微弱周期信号的频率,使微弱信号检测技术得到进一步完善.     

基于光子技术的实时频率测量方法

研究了一种基于光子技术的实时频率测量方法,该方法利用两个级联强度调制器构成光子混频结构.通过理论分析与模拟仿真,设计了光通道与射频通道延时差,以优化测量带宽,同时保证测量精度.由于测量系统对微波信号实现混频后,输出的直流光功率与频率存在对应关系,利用光功率计对直流光功率进行监测,便可实现实时频率测量.该系统未采用光电探测器,极大地降低了系统成本.实验结果表明,在1~6GHz频率下,测量误差低于±0.12GHz.     

低复杂度多功能自适应数字频率计设计

利用高速运放和比较器实现输入弱小信号的放大及整形,采用FPGA完成对输入信号的精确频率测量.测量范围为1Hz~100MHz,内部分成5个量程,可根据输入信号频率不同自动进行量程切换,并支持对方波的占空比及双通道同源方波时间间隔测量等功能.FPGA测量结果经MCS-51单片机处理后送至LCD完成显示,测量相对误差不大于10-4,可用于各类低成本数字测量仪器研发.     

热原子气室中正交分量存储的实验研究

在热原子气室中,利用电磁感应透明动力学过程实现了相干态正交分量的存储与释放。利用平衡零拍探测方法测量了三种不同输入光子数时,探针光输入脉冲和恢复信号的正交分量,得到了正交分量随本地振荡光位相变化的分布图。实验结果表明,在不同平均光子数输入时正交分量随本地振荡光位相均匀分布,平均幅值的振幅随着光子数增加而增加。此外,还测量了正交分量恢复信号随存储时间的变化,得到了存储寿命为32μs。     

电子计数法测频提高测量精度的分析

本文通过误差分析,说明电子计数法直接测频和通过测周期得到频率的两种方法,其测量精度主要取决于被测信号与闸门信号不相关引起的量化误差.虽采取相应的措施,可在一定的条件下提高测频精度,但受到各种条件的限制,难以实现宽频带、高精度测量.而在直接测频基础上发展的多周期同步测频方法,由于闸门与被测信号保持同步而消除了对被测信号计数所产生的±1个字的量化误差,实现了频带内的等精度和高精度测频.     

一种用于时差法超声波流量计的高精度测时方法的实现

针对时差法超声波流量计高测时精度的要求,在分析传统测时方法误差的基础上,提出一种新的测时方法.这种新方法利用传统锁相环路测时原理,结合边沿检测技术,保证了超声波信号传播时间测量值为整数个计时脉冲;同时利用逻辑编程实现对超声波信号多次、循环传播的时间测量,减小了边沿检测误差和系统误差.实验表明,应用该方法提高了测时分辨率,使测时精度达到纳秒及亚纳秒量级,满足了超声波流量计对中小管径测量的精度要求.本设计的核心功能已经在Xilinx XC2S100e FPGA芯片上得到了实现.     

基于等精度测量原理频率计的设计与实现

以单片机为核心控制器件,采用等精度同步测量技术,设计了具有量程自动切换功能的频率计.在阐述系统工作原理和构成的基础上,对系统的测量误差进行了分析.实际测量结果表明:该频率计可以实现对频率范围0.1 Hz～30 MHz的信号进行频率测量,测量精度在0.01％以内,且不随被测信号频率的变化而变化.     

非平稳信号实时谱分析算法及其FPGA实现

针对传统谱分析仪不具有实时谱检测功能且非平稳瞬态信号分析能力不足的问题,提出一种实时谱分析方法并利用FPGA(field-programmable gate array)平台硬件实现。该方法采用长度逼近平稳信号的观察窗、多相滤波器组、线性调频Z变换(chirp Z transform,CZT)频谱细化算法和谱分析算法实现信号实时谱分析。根据系统时延分析和用户输入参数对FPGA各模块时钟频率与运算参数进行配置。仿真结果表明,该方法克服了传统基于快速傅里叶变换(fast fourier transform, FFT)算法全景谱分析和短时傅里叶变换时频相互制约的缺陷;对于平稳信号频率测量误差小于0.6%和功率误差小于4.5%,系统最大时延小于37 μs;对于长度为32.768 μs的非平稳信号最大时间测量误差和频率测量误差分别为0.836 μs和94 kHz。该设计除有22.558 μs的初始计算延时外,对连续数据处理具有实时性能。     

MF1型流量显示仪的一种系统校准方法

通过对MF1型流量显示仪工作原理及使用中测量误差产生原因的分析,提出一种便于操作的系统校准方法。调整显示仪闸门时间,使其与流量计仪表系数相匹配来修正测量误差。同时校正显示仪模拟输出信号,实现流量计、显示仪和计算机(或其他测量设备)的整体系统校准。最后通过试验验证该校准方法的可行性及显示仪系统校准的必要性。     

数字相位计的量程自动转换系统设计

为了保证数字相位计的使用安全和测量精确,本文设计了一种基于干簧继电器控制的新型量程自动转换系统．该系统的控制逻辑是通过计数器分别对电路中过量脉冲和欠量脉冲信号计数来实现的,每一次的计数会使不同的继电器导通,从而进入不同的量程通道,直到进入合适的通道才停止计数．该电路包括衰减器、幅值检测电路、脉冲发生电路、换程控制电路,整个电路系统测量精度高,稳定可靠,移植性强,具有非常重要的意义．     

基于测频测周方法集成的高分子湿度仪

研究了一种基于测频测周方法集成的高分子湿度仪,它把传感器件的阻值随湿度而变化的关系转换成频率信号与湿度变化的关系,根据频率大小分别用测频或测周方法加以处理,最终得出湿度值的大小。本文重点研究测频测周方法集成在高分子湿度仪中如何应用和实施。该方法具有结构简单、利于遥测、抗干扰能力强、测量范围宽的特点。     

100MHz数字频率计的设计

100MHz数字频率计用VHDL语言编程设计,主要由五个模块组成,分别是测频控制信号发生器、十进制计数器、32位锁存器、分频器、动态扫描译码驱动器模块五部分构成。选用分频器将工作时钟分频后,用测频器测频,将被测频率信号经脉冲整形电路后作为计数器的计数脉冲,加入计数器的输入端,测量一定闸门时间内被测信号的脉冲个数,并将其计数值锁存进锁存器中,最后通过动态扫描译码器读出数值,该频率计精度高,可用于频率测量、机械转速测量等领域。     

基于普通编码器的高精度位置检测方法

根据普通增量式光电编码器测量转角位置的原理，分析了量化误差的形成原因和编码器脉宽制造误差对测量精度的影响，提出了新的信号处理算法——脉冲细分法，利用该方法减小了量化误差．同时标定出编码器的脉宽系数井以它作为脉宽制造误差的补偿参数，消除对位置测量造成的影响，最终提高了系统的测量精度．     

基于FPGA的脉冲参数测量系统

该系统是基于FPGA和单片机AT89S52的脉冲参数测试系统,能够测量脉冲信号的周期、频率、占空比、脉宽等参数。首 先由FPGA提供一个频率为50 MHz的信号源作为标准信号源,并在FPGA中构造2个32位的计数器,用来测量被测信号的各 个参数,最后将测量结果送入单片机中处理并显示。整个系统主要由按键电路、门控电路、2个32位计数器和显示电路等模块 组成。通过测试该系统抗干扰能力强,测量数据稳定可靠,测量精度高。     

多功能数字频率计的设计与研究

为精准测量信号频率等参数,设计了一种以STC89C52RC单片机为控制核心、由三极管3DG120、施密特触发器74HC14和分频器74HC4040等构成信号处理电路,可以测量信号频率、周期、脉冲宽度等参数的多功能数字频率计。该频率计通过RS232串口将单片机测量的数据传送至上位机,利用上位机软件集中显示所测信号的频率、周期、脉宽、占空比等各参数测量值并描绘出所测信号波形,给出了单元模块设计电路和配套的软件设计,并提出小信号测量时抗干扰的一些办法。实验表明,系统结构简单,是对电子计数器多功能和多用途的扩展型设计和研究,频率测量误差低于0.1%,达到设计技术指标,具有良好的人机交互性,其中信号频率测量范围为1~50MHz,可测小信号,幅值低于0.5 mV,能满足实际测量要求。     

IC锁相环在脉冲占空比测量中的应用

本文主要研究了用锁相信频技术实现脉冲占空比的数字式测量．文中介绍了实施方案，叙述了测量原理，设计了测量电路并在实验测试中得到验证．适用于低频脉冲信号的测量．     

单相单脉冲触发电路设计

采用通用集成电路设计了一种单相单脉冲可控硅触发电路。该电路利用接近开关作为控制集成触发器的触发。同步信号的积分与移相信号比较产生触发脉冲,抗同步信号的高频干扰和波形畸变的能力强。本电路采用专作集成电路设计,具有功耗小、功能强、输入阻抗高、抗干扰性能好、移相范围宽、外部器件少、单电源工作,调整方便等优点。     

精密时间间隔计数器的研制

在光纤时间传递研究中,为了实现光纤传输时间延迟的精密补偿,必须对光纤时间传输延迟进行精密测量.我们研制了具有自主知识产权的＂NTSC312精密时间间隔计数器＂,该设备可以对时间间隔、脉冲宽度、脉冲周期进行测量,测量范围：1ns～1s,测量分辨率：1ps,测量精度：优于10ps.     

基于异频相位处理的高精度频率测量系统

提出了一种基于异频相位处理的高精度频率测量系统的设计方案.在异频鉴相技术的基础上,通过脉宽调整电路减少相位重合点簇中的脉冲个数和附加相位控制电路有效捕捉最佳相位重合点,降低了计数闸门动作的随机性,极大地提高了系统的测量精度.新方案结合现场可编程门阵列片上技术,既保留了相位重合检测技术克服±1个计数误差的优越性,同时也提高了测量速度,简化了测量设备,降低了成本和功耗.实验结果和分析表明了新方案设计的科学性和先进性,其实际测量精度可达10-13s-1量级,明显优于传统测频方法的测量精度,具有广泛的应用和推广价值.