频谱分析仪在高频电子线路实验中的应用

高频电子线路课程中,需要分析信号的频谱特性、幅频特性和相频特性,以及非线性器件对信号失真的影响等,传统实验室中的示波器已不能满足需要,引入频谱仪非常有必要。以测量小信号放大电路性能为例,介绍了用带扫频的频谱仪测量放大电路的幅频特性的方法,并测量了小信号放大电路的放大倍数、通频带和矩形系数,绘制出了幅频特性曲线图,并与传统的点频法做了比较。结果表明,用频谱分析仪测量幅频特性实验过程简单,结果直观准确,便于对放大电路性能好坏进行理论分析和高频实验教学。     

自由轴式RLC测量新方法及应用

基于传统的自由轴式RLC测量仪因采用模拟鉴相或准数字鉴相,导致测量精度低、速度慢的问题,提出了由DDS信号寻址正弦数据表,获得正交基准相位信号.通过算法对被测信号及基准相位信号进行完全数字鉴相,获得被测信号在正交坐标轴上的投影值.依据投影值计算出被测参数,应用ARM核微控制器及FPGA设计了测量电路.依据误差性质的不同...     

基于自触发方法的脉冲激光雷达接收电路功率敏感特性研究

对自触发脉冲激光雷达接收电路中光电二极管在不同光照功率下的敏感特性进行了研究,通过对接收电路中光电二极管PN结空间电荷区宽度在不同光照功率下的变化进行了理论分析,得出了在接收电路中不同光照功率对于自触发脉冲激光测量周期和激光脉冲信号宽度的影响。针对这一现象通过基本方程进行了描述,并通过所设计的交错控制自触发脉冲激光雷达实验装置验证了理论分析的正确性。该实验方法可以证明出激光雷达接收电路在不同光照功率下,自触发脉冲激光测量周期和激光脉冲信号宽度会产生延时误差。     

基于89C51单片机的矿井风机转速测量系统研究

为测量风机的转速,用光电码盘及光电接收器为信号发生器,设计了一种基于89C51单片机的转速测量系统.分析了系统工作原理,给出了信号采集硬件设计电路以及数据存储、显示结构电路,给出了软件设计流程.对M算法精确度进行了计算.理论和实验结果显示,测量系统能够保证测量的实时性,测量精度高,可适用于中高转速的测量.     

20 kHz大距离超声测距仪硬件设计

应用理论分析和实验测试的方法,研究了以增大超声测量距离为目的的超声测距系统.选用20 kHz的超声换能器,并在提高发射功率、优化匹配电路、提高信号接受灵敏度和滤波性能几个方面进行理论研究和电路设计.结果表明,硬件电路的性能完全满足超声测距系统的需要.     

基于压电传感器的电荷放大测量电路的优化方案

从压电传感器的工作特点、适用范围和影响压电传感器工作性能的主要因素出发,在给出了压电传感器两种测量电路的基础上,进一步分析了电荷放大器测量电路的性能.提出设计一种差分放大形式的信号调理电路来减小干扰和漂移,通过EWB电子仿真软件对所设计的信号适调电路进行仿真,结果表明,差分放大形式的信号适调电路达到了预期的优化要求.     

频率变换法在宽频带相位测量系统中的应用

为了实现宽频信号的相位测量,需要运用信号变换理论对输入信号的频率进行转换。基于频率变换法分别提出了采用模拟乘法器和高速模拟开关作为核心芯片,对宽频带数字测相系统的频率转换单元进行设计。通过将两种设计方案在实际测量系统中的运用,证明设计方案思路正确、性能可靠。尤其是利用高速模拟开关设计的频率转换电路具有成本低、电路简单、效果好等优点。     

自带计量标准器的二维位移工作台研究

提出以平面正交衍射光栅作为二维位移工作台计量标准器的方法，随工作台的移动，光栅能同时检测一个平面上两个方向的位移．阐述了正交衍射光栅作为位置检测元件的工作原理及其光路布置方法。二次衍射光线的两两迭加，形成两组干涉条纹信号，且这两组干涉条纹信号的相移与光栅两个正交方向的位移呈正比，通过光电转换和计数细分处理电路得到条纹信号的相移；检测光路布置在工作台下方，通过几组直角棱镜使干涉条纹信号进入光电探测器．实验分析了工作台的测量精度，有效分辨率提高到10nm．     

高选择性便携式正交锁相放大器研制

针对商用锁相放大器或虚拟锁相放大器体积较大、 价格昂贵, 无法集成在便携式设备中的问题, 利用信号相干检测原理, 设计并研制了一种基于ARM7的便携式正交锁相放大器, 包括两路参考信号相互正交的相敏检波器。为验证各电路功能, 详细测量了各模块的输出信号波形。利用信号发生器模拟产生待测信号, 对两路相敏检波器的输入输出关系做了标定, 并重点对所研制锁相放大器的性能做了测试和表征, 包括量程、 均值误差、 选频特性和检测下限等。实验结果显示, 系统测量下限小于等于5 mV, 检测范围为5~3 000 mV, 均值误差绝对值小于等于10 mV, 满度测量误差小于等于1%, 待测信号允许带宽0~50 kHz, 3 dB频带宽度小于1 Hz, 达到了便携式仪器的测量要求。     

基于信号与系统理论的单管放大电路的频谱特性研究

放大电路中,放大倍数是信号频率的函数,这种函数关系称为系统的频谱特性.通过实验测量单管放大电路系统的频谱特性,结合信号与系统理论,分析方波通过单管放大电路系统产生失真的原因,有利于理解电路系统与信号之间的相互作用.     

一种宽带非福斯特电路设计与实现

对一种负阻抗变换器(NIC)来实现宽带非福斯特电路特性进行了理论分析,给出了NIC的稳定性工作条件.以宽带运算放大器为核心设计了宽带非福斯特电路,对电路进行了时域和频域仿真,提出了一种负阻抗等效测试方法.仿真和测试结果都表明,设计的宽带非福斯特电路可以在几十倍频程带宽内实现负阻抗变换,且电路简单,具有很高的稳定性,证实了理论分析的正确性和有效性.     

PAL行90°移相编码信号的研究

提出一种PAL行90°移相编码信号,给出了彩电解码电路理想状态和存在多种误差参量的条件下的输出结果及其相应的测量方法.理论分析表明:PAL行90°移相编码信号具有U分量逐行倒相编码信号和隔行色度信号特性,从而丰富了测试信号编码种类,为解码电路的自动化测量与调整带来了方便.     

新型脑电信号前置级放大电路设计

脑电信号检测中前置级放大电路是信号预处理中最关键的环节,其设计优劣直接关系到脑电数据采集系统的精度,在现有生物电放大器研究的基础上,改进并设计了一种符合脑电信号特征的新型高性能前置级放大电路,该电路避免了传统生物电放大电路冗繁的模拟滤波环节,结构简单,调试方便．文中对该电路作了详细的理论分析和实验论证,实验结果证明,该电路达到了设计要求,为脑电放大器及其它微弱生物电放大器的研制及发展提供了一个新思路．     

一种基于CCⅡ新型连续时间滤波器的设计

提出了采用第二代电流传输器(the second generation current conveyor,简称CCⅡ)的新型连续时间滤波电路.该滤波电路主要应用于助听器,能够对特定频率的信号进行放大或者衰减.电路结构简单,便于集成且与VLSI工艺兼容,且具有很低的灵敏度.通过PSPICE仿真,结果与理论分析相吻合,验证了该方法的可行性.     

高分子电阻型湿敏元件复阻抗的测量

为研究湿敏元件的湿度敏感特性, 在了解湿敏元件导电机理的基础上, 采用复阻抗分析法研究湿敏元件的湿度敏感特性。根据矢量法测量原理设计出有效的阻抗测量电路, 可对湿敏元件在不同湿度下的复阻抗进行测量, 且可实现在不同频率信号下对湿敏元件复阻抗的测量。测量系统主要由程控信号源和相敏检波电路两大部分组成, 分别采用DDS(Direct Digital Synthesizer)技术和模拟乘法器实现, 结构简单, 易于实现。实验结果证明了整个系统设计的可行性。     

波形分析与电类专业的教学和实践

以电力电子技术课程中同步信号为锯齿波的触发电路为实例，在对电路中各点波形进行理论分析和实际测试的基础上，提出了理论分析是波形分析的基础和本质，波形分析是巩固和掌握理论知识的重要途径和解决实际问题的重要手段。     

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。     

DBR光纤激光器压力传感系统的研制

研制了一种基于正交偏振形式的双频分布式布拉格反射(Distributed Bragg Reflection, DBR)光纤激光器光纤压力传感器系统。当外部压力作用在光纤激光器谐振腔上时,光纤晶体双折射的变化会引起正交偏振方向上的激光频率发生变化,从而导致输出拍频频率改变。利用快速光电二极管将双频激光输出的拍频信号转换成射频电信号,通过一个射频混频电路将该信号与频率合成器产生的本地振荡信号混频并低通滤波放大整形,变为400 M以下的调频信号,再利用ECL定时计数电路系统记录拍频信息并通过USB接口送入计算机。实验表明,在0～1.5 N范围内线性拟合度高达99.97 %,压力灵敏度为400 MHz·N^-1。     

信号分析中的正交变换

信号分析的主要目的是寻找一种简单有效的信号变换方法，以便突出信号中的重要特性、简化运算的复杂程度，其中希尔伯特(Hibert)空间中的正交变换得到了广泛的应用。投影定理在平稳时间序列的预报及函数逼近研究中起着重要的作用。本文从数学分析的角度推证了正交变换与投影定理的内在联系，通过信号分析中典型正交变换的应用进行了验证，从而揭示了正交变换的内在本质。