基于C8051F020单片机的半导体激光器稳频系统

为推进半导体激光器稳频技术向数字化、 智能化发展, 提出一种基于C8051F020单片机的数字辅助稳频方法。该方法通过对饱和吸收信号进行检测, 得到半导体激光器频率变化的误差量, 再利用对误差信号的计算处理反馈给电流控制及温度控制, 从而对半导体激光器进行稳频, 并据此思路设计了稳频系统的硬件电路及软件辅助锁频程序。经实验验证, 该系统实现了开机自动稳频, 在失锁后能重新锁定, 得到秒稳8.39×10^-11, 千秒稳7.99×10^-12的稳定度指标。     

波导测量中介电参量与试样厚度关系的规律性

利用波导测量系统,在稳频、稳幅及电路匹配的条件下,对介电参数进行测量。在短路、开路的情况下,得到了反映系数的振幅Γ与试样厚度d／λω的关系。通过误差分析,找出了准确测量介质材料时试样的厚度。     

正交解调Pound-Drever-Hall激光稳频技术实验研究

为了提高激光器的频率稳定度,设计了基于正交解调原理的Pound-Drever-Hall(PDH)稳频系统。该系统采用直接数字频率合成器同步产生三路同频正弦和余弦信号,其中一路正弦信号用作电光相位调制器的驱动信号,另两路正弦和余弦信号同时用作相位解调的参考信号。解调所得PDH稳频系统的误差信号用于反馈调节激光器腔长,使得激光器频率自动稳定到Fabry-Perot(F-P)参考腔的谐振频率上。建立了正交解调PDH稳频实验系统,实验结果表明,在1.5 h稳频时间内,激光器的频率漂移不超过±0.13 MHz,根据Allan方差计算得到其频率稳定度优于1.2×10^-11。这种稳频激光器可用作合成波绝对距离干涉测量系统的理想光源。     

一种含放大机构隔振器的动力学特性研究

利用四端铰接杆,提出一种含放大机构的新型隔振器.采用谐波平衡法获得隔振系统动态响应的解析表达式,并分别给出隔振系统的幅频响应、相频响应、绝对位移传递率、等效刚度系数和等效阻尼系数.理论计算结果与常规线性隔振器进行对比,并开展了验证试验.分析并给出系统参数对含放大机构隔振系统动态性能的影响规律.结果表明:与常规线性隔振器相比,在时域范围多频激励条件下含放大机构隔振系统惯性质量的绝对位移传递率幅值得到明显衰减;同样,在频域范围惯性质量的绝对位移传递率幅值也得到显著衰减,且谐振频率略微向高频移动;隔振系统设计参数对隔振性能均有较大影响,通过灵活调整隔振系统各设计参数可以实现不同的隔振目标.      

基于神经网络的船舶稳性预报研究

为省略船舶稳性计算中横摇阻尼以及船舶阻力等参数的复杂计算过程,提出一种采用径向基函数(RBF)神经网络对第二代完整稳性失效概率预报的方法.研究包括过度加速度、瘫船稳性以及骑浪/横甩3种失效模式.通过研究船舶相关参数对各失效模式失效概率的影响,确定采用RBF神经网络对每种失效模式进行预报时输入特征的选取,从而降低训练时长.使用训练后的网络对样本船稳性进行预报,采用均方误差和平均绝对百分比误差对预报结果进行评估.对3种失效模式预报结果的平均绝对百分比误差分别为6.49%、7.09%、5.70%,均小于10%,表明采用RBF神经网络可较为精准地对船舶稳性进行预报.     

提高MTI雷达改善因子的数字稳定技术

本文从理论上分析了补偿磁控管发射机发射脉冲幅度起伏以及射频频率和相位抖动的一种新的数字稳幅稳频方法,对其极限性能进行了分析。计算机模拟结果证实,该方法可使以磁控管为发射机的MTI雷达的改善因子由目前的20dB左右提高到50dB左右。     

Pound-Drever-Hall激光稳频系统线性化复频域建模及分析研究

Pound-Drever-Hall(PDH)稳频系统利用了调制光谱技术和外差探测技术,将激光频率锁定在F-P参考腔的中心频率上以实现稳频。鉴频曲线的线性区为PDH系统的频率快速捕获区。在此区域内,PDH误差信号与激光频率差成正比。本文建立了该频率快速捕获区的PDH稳频系统线性化复频域模型,研究了系统的稳定性和稳态误差。F-P参考腔作为稳频基准,其干扰对系统稳频性能影响极大。将F-P参考腔干扰作为噪声源,分析了系统的扰动误差。分析了系统动态性能,研究了频率锁定的暂态响应过程,给出了系统参数设计依据。     

神经网络在4型FIR高阶多通带滤波器的自适应优化设计研究

提出了一种新的基于神经网络的FIR线性相位数字滤波器的自适应优化设计方法。根据4型FIR滤波器的幅频响应特性,构造出一个相应的神经网络模型,并建立了FIR线性相位数字滤波器的神经网络算法,该算法通过训练神经网络权值,使设计的数字滤波器与希望得到的FIR线性相位滤波器的幅频响应之间的误差平方和最小化,从而获得FIR线性相位数字滤波器的脉冲响应．提出并证明了该算法的收敛定理,给出了FIR高阶多通带滤波器自适应优化设计实例、计算机仿真结果表明,该算法计算精度高,收敛速度快;用该算法设计的高阶多通带滤波器,其幅频响应的阻带衰减很大,而通带波动很小。     

633nm He-~(20)Ne纵向塞曼激光器拍频特性与稳频关系的研究

为了研究纵向塞曼拍频稳频激光器工作参数的选取问题,本文用兰姆理论分析了均匀和非均匀磁场下纵向塞曼激光器的拍频特性,并进行了实验观察。实验结果表明,理论分析与实验相符。这对研制纵向塞曼稳频激光器有指导意义。     

电阻分压器电场计算及其结构参数的确定

研究一种电磁式电压互感器的替代装置——电阻分压器,并对其电场进行分析计算以确定其结构参数。本文中利用简单谐变场的有限元方法,计算了几种方案的电阻分压器电场,得到了场中各点复数形式的电位分布,通过比较其幅值误差、相角误差和最大场强值。优化出最佳方案,并分析了该方案幅值误差的频率特性。最后从电路的角度验证了设计计算的正确性。     

一种新的基于改进实时双通滤波器的信号数字积分方案

信号积分是重要的测试测量技术手段,本文综合论述了信号数字积分问题的提出、数字积分中面临的问题及解决方法。着重研究了信号数字积分技术的核心问题,即低频噪声造成的积分器不稳定问题。本文首先将一种改进的实时双通滤波算法应用于低频干扰消除,以解决积分器不稳定问题。其次,本文研究对比了目前多种数字积分算法的优缺点及性能,选择了目前最优的数字积分算法。将选择出的积分算法与实时双通滤波结合,保证了积分后信号幅值、相位精确不失真,并且保证了数字积分的实时性;从而为数字积分在测试测量及其它相关应用领域的推广应用奠定了基础。仿真研究表明,本文的方案具有较好的精度。     

双斜率积分ADC中开关电容积分器的设计

为提高双斜率积分ADC中模拟输入信号转换成数字信号的准确性,设计了一种高性能开关电容积分器以替代传统的RC有源积分器。该开关电容积分器的运算放大器由折叠共源共栅输入级和Class AB输出级组成,开关部分选用CMOS开关,以抑制电荷注入和时钟馈通的影响。在中芯国际0.18μmCMOS工艺下,采用EDA仿真软件对相关模块进行仿真验证,得到运算放大器的直流增益为110.3 dB,单位增益带宽为5.64 MHz,相位裕度达到79°,输出摆幅为0.013 3～3 299 mV,转换速率为7.56 MV/s。结果表明,开关电容积分器完全满足双斜率积分ADC的实际应用。     

积分器的前馈超前相位补偿方法

在积分器的传递函数中增加一个常数h，提出一种新的积分器的前馈超前相位补偿方法，模拟实验结果表明，积分器的相位特性可以得到改善．     

用平衡式对数域积分器实现连续小波变换

为满足低电压、低功耗及实时处理等应用要求的需要,提出了一种新的基于平衡式对数域积分器的连续小波变换实现方法.小波变换实现电路由冲激响应为高斯一阶导数小波的模拟滤波器构成,其传输函数用Levenbery-Marquardt非线性最小二乘法求得.滤波器以工作在甲乙类状态的平衡式对数域积分器为积木块进行设计,通过改变平衡式对数域积分器的偏置电流而实现不同尺度下的小波变换.计算机仿真结果表明了该方法的可行性.     

可集成实现的大时间常数积分器及其应用

大时间常数的有源ＲＣ积分器和由它组成的低频电路不能集成实现,这是因为这种积分器所需要的电阻阻值和电容容量远远超出了集成工艺所能实现的范围,提出了一种时间常数倍增器结构,它可以利用低值的电阻,电容和电流反馈放大器ＣＦＡ实现特大时间常数的倍增器,从而使大时间常数的有源ＲＣ积分器可以全集成化实现。该结构可以广泛地应征地需要集成实现的低频电路,由于该结构采用了新型的有源器件ＣＦＡ,使得由它组成的电路具有更     

补偿型RC积分器在冲击电压测量中的应用

为了配合瞬态数字记录仪测量雷电冲击电压，采用微分积分系统的分区方式。提出了一种过补偿无源积分器。与普通一级或二级无源积分器相比，它可以减小半峰值时间的测量误差，提高输出电压。     

哈密尔顿系统的分裂步多辛数值积分

对哈密尔顿系统而言,辛或多辛积分较传统的数值方法具有优越性。然而,此类数值格式大部分都是隐式的,从而在每一个时间步需要求解一个非线性的代数方程组,这将直接导致计算效率不高。在多辛积分中引进分裂步技巧,称之为分裂步多辛积分,可以弥补这一不足之处,这一数值方法的框架将在该文中简要地讨论,其中,数值例子给出了该方法在物理问题中的应用。     

用Velocity Verlet积分器改进HMC抽样方法

Hamilton Monte Carlo (HMC) 方法是一种常用的快速抽样方法. 在对哈密尔顿方程进行抽样时,HMC方法使用Leapfrog积分器,这可能造成方程的位置和动量的迭代值在时间上不同步,产生的误差会降低抽样效率及抽样结果的稳定性. 为此,本文提出了IHMC（Improved HMC）方法,该方法用Velocity Verlet积分器代替Leapfrog积分器,在每次迭代时都计算两变量在同一时刻的值. 为验证方法的效果,本文进行了两个数值实验,一个是将方法应用于非对称随机波动率模型（RASV模型）的参数估计,另一个是将方法应用于方差伽马分布的抽样. 结果显示,IHMC方法比HMC方法的效率更高,结果更稳定.     

基于单周控制的电压型可调交流电源

针对工业应用的实际需要,将单周控制技术应用于电压型逆变电路中,给负载提供所需要的交流电压源.根据单周控制原理,解决了2个关键性的问题.首先,用2个积分器交互工作解决了积分器的复位问题;再用增加直流偏移量解决实际电路中遇到的电压测量问题.对于逆变电路而言,提高直流电压利用率可以提高逆变器的输出能力,减少逆变器开关的动作次数,就能减少开关损耗.采用双积分器单周控制的电压型逆变电源,其逆变电路硬件结构简单,输出电压幅值和频率可调,具有快速的动态响应,较强的抑制电源扰动,直流电压利用率可达到92.8%,电压谐波总畸变率(THD)最小为0.255 9%,降低了谐波损耗.     

Dirac方程分裂步多辛格式

把非线性的Dirac方程分裂成线性和非线性2个子问题,这2个子问题具有辛或者多辛结构,可以用辛格式对它们进行离散计算,得到的格式具有整体辛性.此格式较传统的多辛格式具有效率高、计算快等优点.