一种铷频标的日频率漂移率测量装置的设计

针对铷频标日频率漂移率的指标测试要求,采用时差法设计了铷频标日频率漂移率测量装置。该装置选用M68HC08做为控制电路CPU,设计了分频、脉冲整形电路,可将参考频率源和被测铷频标的5 MHz或10 MHz正弦信号分频整形为标准1PPS信号。装置通过RS232接口将测量的时差数据送至控制计算机并通过软件计算测量结果。实验结果表明,该装置自动化程度高、工作稳定、测量精度高,实现了对8台以内铷频标同时进行日频率漂移率测量,可满足计量测试部门对多台铷频标同时进行自动测试的需求。     

基于方波脉冲激励的电导率测量方法

采用方波脉冲信号作为激励获取导电介质的电阻抗信息时,方波信号频谱中高次谐波的幅值衰减一直是难以克服的问题。对一阶阻容型传感系统添加电感或电容元件构成二阶谐振单元,在激励信号的上、下沿处会出现自由衰减振荡信号,可使激励信号频谱在谐振单元的谐振频率附近得到增强。通过测量方波下降沿处自由衰减振荡信号第一个波峰的峰值电压,即可得到谐振单元中等效电阻的测量值。实验结果表明:这种检测方式只需要数字电路产生固定频率的方波激励信号,即可实现30kHz~1MHz范围内的电阻测量,可用于电解质溶液、水、人体皮肤等介质电导率的有线及无线测量。     

旋转编码器抗抖动信号处理电路及其角度测量应用

采用旋转编码器作为帆板控制系统的角度传感器件,帆板转动时,编码器产生两路正交信号,经过辨向处理后,送单片机进行计数处理,其正向脉冲和反向脉冲之差乘以角度当量即为实际角位移。在实际进行动态测量时,帆板达到动态平衡位置时往往会产生高频尖脉冲,而此时实际帆板并未发生角度的改变,该读数被单片机误计后,会造成实际的计数紊乱,对角度无法进行精确控制。针对该情况,开发了抗抖动信号辨向倍频处理电路,提高了系统的抗干扰能力和分辨率。该处理电路适用于其他输出信号为两路正交方波或者正弦波的位置检测传感器。     

一种基于延时线的全数字脉冲式超宽带发射机

本文设计了一款应用于无线体域网的全数字超宽带脉冲发射机.采用开环工作的延时线得到不同的延时信号,再由边沿合成器将多路延时信号合成为具有较高中心频率的短时方波脉冲信号,该短时方波脉冲信号经过输出驱动模块及带通滤波电路整形成为超宽带脉冲信号.芯片采用中芯国际0.13μm RF CMOS实现,面积为1 118μm×873μm.测试结果表明,发射机输出脉冲信号的最大幅度为220mV,信号-10dB带宽可在0.9~1.5GHz之间调节,脉冲信号中心频率在3.2~4.4GHz范围内可配置,当脉冲重复速率为15Mb/s、信号带宽为0.9GHz,输出信号设置为最大幅度时,芯片功耗为0.9mW.     

基于频差倍增技术的陡脉冲上升时间测量系统

阐述了高速计数器测量陡（快）脉冲上升时间的原理,提出了基于频差倍增技术的计数方案,实现了由较低频率计数器进行较高频率计数,进而提高陡脉冲上升时间测量精度的目的。把高密度可编程逻辑器件（CPLD）的外接100MHz晶振作为系统低频时钟,利用D触发器组对时钟信号进行分频、倒相,经过二级倍频后混频器输出200MHz的脉冲作为计数脉冲,将计数精度提高至5ns左右,满足了测量要求且降低了测量成本,并可推广应用于测量脉冲的下降时间、脉冲宽度和周期等．     

高精度模拟分频电路的设计与实现

针对精密授时系统中,铷原子钟只提供单一的10 MHz高精度信号,而用FPGA等数字分频设计精度达不到要求的问题,设计了采用电阻、电容、电感与运算放大器等简单器件构成的高精度模拟分频电路。对高精度分频电路中各个模块的设计进行了详细的描述。通过测试,设计的一分频与二分频电路都能够使精度达到±5×10-11,这比一般的数字分频器要高几个数量级。     

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STM32F103的电感测量仪

该文介绍的电感测量仪是由STM32F103单片机作为控制芯片的软硬件控制系统设计。系统由电源模块、信号产生模块、测量滤波模块、人机交互模块和单片机等子模块组成。利用集成压控振荡芯片、变容二极管、待测电感和滤波电路产生精确的谐振频率信号。由STM32F103单片机检测经放大和分频之后的谐振信号,计算并通过人机交互模块显示电感的测量值,实现对电感的测量,此方法测量方便,易于实现,成本较低。     

关于微分电路和阻容耦合电路的分析——对福里哀解析应用的一点体会

RC 微分电路和阻容耦合电路在形式上相同,输入信号皆加到串联的电容和电阻上,输出信号皆从电阻两端取得。在输入信号都是矩形脉冲情况下,由于电路参数的取值不同,其输出波形或接近于输入波形(耦合电路),或变成正负交错的尖脉冲(微分电路)。下面,先从电容的充放电过程,说明这两种电路的输出波形;再作如下探讨,即通过福里哀解析,将波形分解,并考虑到信号在传递过程中的衰减和相移,同样综合出该两种电路的输出波     

基于NI PXI-6624的多通道高频率信号采集测试系统设计

在实际应用中,对于转速、位移、速度、流量等物理量的测量,传感器通常输出脉冲电信号,因此需要采用测量频率的手段实现。本文构建了基于NI PXI-6624的多通道频率信号采集测试系统,给出了系统设计框图以及软件程序设计框图,并利用信号发生器产生方波频率信号对系统进行了测试,经测试验证,该系统能够实现多通道频率信号的采集与显示,且具有良好精度。     

汽车防撞报警器的设计与制作

本设计采用了以AT89C52为主控芯片,利用三极管的开关特性驱动T40-16(40KHZ超声波发射端子)发射40KHZ方波,然后接收端子R40-16接收信号,经放大电路及后级处理后单片机接收到一个下降沿中断,对信号传输期间所计数据进行处理后实现LED显示障碍物与汽车发射端的距离.本文重点介绍了三极管的开关特性,发射端与接收端的压电效应,检波整流电路以及运放的简单应用.经过实际验证,在车体上合理布置该报警器,利用超声波测量汽车与障碍物距离,实现汽车前行和倒车时与障碍物之间距离的检测;通过LED点阵实时显示距离,使汽车避免和障碍物发生碰撞.实验表明该汽车防撞报警器具有测距速度快、准确度高、易于实现等优点,具有很好的应用前景.     

晶体管脉冲同步分频系统的研制

在精密的时间测量系统中,为了获得严格的定时同步脉冲,必须消除多级分频器所产生的误差,因而需用比较复杂的分频系统。本文专门讨论了利用脉冲选择的晶体管化同步分频系统的线路综合原理和研制技术问题,对组成系统的各种单元脉冲电路,如晶体管窄脉冲形成器,晶体管间歇振荡器,晶体管多谐振荡器,晶体管延迟电路以及晶体管门电路等均作了较深入的分析,并给出相应的实验结果。系统的主振信号是由一100千赫晶体稳频的振荡器产生,通过多级脉冲选择的双侧同步分频电路,可以同时获得稳定的100千赫,10千赫,1千赫及100赫等重复频率同步窄脉冲,同步脉冲的宽度为0.4微秒,幅度大于3伏。实验结果与理论分析基本上是一致的。     

光栅外腔反馈半导体激光器及稳频系统的动态特性测试

能够在复杂的使用环境中保持输出激光频率稳定一直都是激光器研究的重要内容。人们不仅需要直接优化系统结构,还应对系统特性进行针对性地校正和优化。文章构建了一套高效、高分辨率测量激光频率变化的实验系统,通过研究激光器被调制后的输出频率变化,可获得在实验室环境中ECDL激光器及其稳频系统的动态响应。实验中记录了正弦点频和方波两种信号调制后激光频率的响应,在进行FFT分析后获得了幅频特性和相频特性。结果表明方波调制信号测量方案同正弦点频测量方案结果一致,而且不需要多次测量,测量效率高。利用该测量系统还可以获得机械冲击后激光器的幅频特性,可用于分析闭环系统的冲击响应特征,从而为类似环境中闭环系统参数校正和优化提供实验依据。     

非介入式超声波液位检测系统设计

设计了超声波液位检测系统,只需将探头侧贴在容器外壁上就能够检测探头所在位置液位的有无,并用红绿指示灯指示,可以在不破坏压力容器的情况下实现液位检测。本文重点设计了超声波高压脉冲发射电路、限幅保护电路、信号放大电路、检波电路及结果指示电路。最后通过用一组比较器输出的高低电平控制红绿指示灯的亮灭以显示测量结果。     

基于PSPICE建模仿真方法研究传输线网络时域响应

为研究注入式电磁脉冲对端接负载的传输线网络的耦合规律,以典型的环形网络和树形网络为研究对象,基于PSPICE建模仿真方法,研究方波脉冲在传输线网络中的时域响应. 对端接电阻负载的同轴线网络瞬态响应的实验结果、BLT方程求解结果、PSPICE仿真结果进行了对比分析,表明了PSPICE方法与BLT方程求解结果及实验结果具有很好的一致性. 针对BLT方程方法在求解电容、电感负载及非线性负载上存在计算复杂、较难求解的问题,利用PSPICE建模仿真方法对端接电容负载的环形同轴线网络、端接瞬态抑制二极管的树形同轴线网络和多芯线缆网络的方波脉冲瞬态响应进行了仿真,与实验结果具有较好的一致性. 这些结果验证了PSPICE建模仿真方法在解决电磁脉冲对端接线性、频变及非线性负载的传输线网络时域响应的有效性.      

基于吉尔伯特型的CMOS射频混频器的设计

采用多晶电阻作为输出负载、开关对的源极注入电流、共源节点串联电感、驱动级的源简并阻抗方法,提出了一种新型的双通道正交混频器,并采用Candence完成了电路设计.仿真结果表明：在电源电压为1.8V,本振信号输入功率为3 dBm的时,混频器在1 MHz中频处的单边带噪声系数为7.47 dB,在100 kHz中频处为9.35 dB,在10 kHz中频处为16.39 dB;变频增益降为8.46 dB.提高了线性度,且其三阶交调点为8.42 dBm.     

一种低频阻抗参数测量用程控正弦信号源

介绍了一种在低频阻抗参数测量中使用的精密程控正弦信号源,并分析其工作原理.该信号源采用晶体振荡器产生基准信号,利用锁相环技术合成频率、DDS技术产生数字正弦波、有源滤波技术输出正弦信号.结果表明,所设计的信号发生器在100 Hz～20 kHz的频率范围内具有数百个可程控的点频信号,输出的正弦信号频率稳定度高、波形失真度小.     

简易线性相位计设计

相位是分析电信号的重要参数,通常相位测量电路的输出是相位差的绝对值,这种非线性的输入输出关 系给实现高稳定性、低成本的硬件电路设计带来困难。为此,采用运放和ＲS( Ｒeset Set) 触发器设计了一种线 性相位检测电路,实现对双路正弦信号的整形及边沿触发功能,最后通过压流转换电路,将相位测量信息显示 于普通数字万用表的电流测量档。实验表明,采用运放LM6144 时,当测试信号频率小于100 kHz 时, 平均偏差小于0． 3°,解决了非线性相位检测的设计缺陷。     

基于Verilog HDL的频率计的设计

以Altera公司Cyclone IV系列EP4CE15F17C8N器件为核心,制作了一个宽带高频小信号频率计。该系统将正弦信号通过硬件电路整形、放大、滤波后,用Verilog HDL实现分频、门控、计数、锁存、译码显示等设计,进行数据读取、运算和显示,正弦信号频率范围为1Hz-10MHz,有效值电压范围为50m V-1V,测量相对误差的绝对值不大于10-4。     

信号发生器输出幅度对RLC串联谐振电路特性的影响

通过实验研究了信号发生器输出幅度对RLC串联谐振电路的谐振频率、电感线圈的等效电阻及品质因数等的影响。在RLC串联谐振电路中,保持电阻R、电容C、电感L不变,改变正弦信号发生器输出电压幅度,研究谐振电路的特性。结果表明,信号发生器输出电压的幅度越小,测量得到的谐振频率更接近理论值,随着信号发生器输出电压幅度的增大,电感线圈的等效电阻在增大,谐振电路的品质因数在减小,通频带宽度没有变化。