基于全相位的超声信号的时延估计

针对在实际的超声波传输时间的测量中,接收波形起始点不能确定,导致脉冲计数不准的问题,提出全相位相位差时延估计方法,该方法根据全相位的“时不变特性”得到超声波信号的时延估计。首先分别对超声波正逆程信号做全相位频谱分析,根据频谱分析的结果计算出正逆程信号的相位差,再根据相位差与时间差的关系推导出时间差,得到超声波信号的时延估计。当超声波流量计的基波频率为1 Mhz,采样频率为12.5 Mhz,采样点数为507,A/D采样位数为11位时,用该算法分别求超声波大流量数据、干扰数据、静态水数据的时间差,实验结果表明,该时延估计方法能有效地减小超声波传输时间的测量误差,测量误差分别约为33 ns、44 ns、6.5 ns,比数据延拓式相关法的时间差测量精度高,从而提高超声波流量计的流量测量精度。     

电流模式的绝对值电路

相对于电压模式,电流模式具有转换速度快,频带宽,低电压,功耗低的特点。本文利用OPA861跨导型的放大器设计一种电流模式的绝对值电路,其带宽可达80Mhz,而延迟时间仅为2ns以内。而一般的电压模式带宽只能达到2Mhz,延迟需要0．1μ以上。     

一种低功耗高线性度全差分式压控振荡器的设计

设计了一种只含有两级差分式结构的环形压控振荡器,具有功耗低,电压-频率转换线性度高,相位噪声低的特点.利用上海HUAHONG-NEC 0.35 um的模型,在电源电压为3.3 V,温度为27℃的条件下仿真,振荡频率从20 MHz变化到540 MHz,中心频率为260 MHz,而且电压频率转换曲线呈线性关系,功耗仅为5 mW@520 Mhz.     

北斗新一代试验卫星星钟及轨道精度初步分析

北斗卫星导航系统新一代试验卫星星座由2颗高轨倾斜地球同步轨道卫星和3颗中轨地球轨道卫星组成,2016年2月全部发射入轨,其任务是验证北斗系统从目前区域导航定位授时服务走向全球服务的新技术体制设计及指标性能.导航卫星星载原子钟是最重要载荷之一,负责星上时间频率基准信号维持和产生,本文利用星地双向时频传递设备观测的星地钟差数据,评估了试验星配置的新型高精度铷钟和被动型氢钟的实际性能,定量比较了相对于北斗区域系统卫星钟的性能提升.结果表明新一代试验星与北斗区域系统卫星钟差预报精度相比较有较大提高,地球倾斜静止卫星(Inclined Geosynchronous Orbit,IGSO)短期预报误差从0.65ns减小到0.30ns,中轨道卫星(Medium Orbit,MEO)短期预报误差从0.78ns减小到0.32ns,IGSO/MEO卫星中期预报误差均从2.50ns减小到约1.50ns.星间链路(Inter-Satellite Link,ISL)是北斗全球系统最重要的技术体制设计之一,本文评估了试验卫星实现的星间伪距测量对提升空间信号精度,即轨道和钟差的贡献,得到在地面监测网无法连续覆盖到的境外弧段,高精度星间链路测量对轨道确定和钟差测定精度的提升尤为明显.加入星间伪距测量,MEO卫星重新入境时钟差预报误差由3ns减小至1ns以内.采用星地星间联合定轨方法估计的卫星轨道径向重叠弧段互差优于0.1m,三维位置重叠互差优于0.5m,预报24h径向重叠弧段互差优于0.2m,三维位置重叠互差优于1m,均较区域监测网L波段定轨结果有较大提升.为解决多星定轨处理时卫星钟差与轨道高度耦合问题,本文提出了卫星钟差半约束模式定轨处理方法.用户等效距离误差分析结果表明采用卫星钟差半约束的定轨模式,卫星轨道预报4h用户等效距离误差由1.04m减小至0.82m.     

芯片物理设计中一种新的结构式布局方法

在一些高性能芯片物理设计中,交叉结构所产生的路径会使相关的器件集聚在一起,从而导致布线拥塞和时序问题,使布局布线工具难以获得满意的结果.为此,文中提出了一种新型的结构式布局方法,即根据交叉结构的特点进行缓冲器树状结构的插入;并通过一个采用格罗方德14nm工艺、主时钟频率达1. 5GHz、130多万门级的子模块进行验证.结果显示:交叉结构模块的时序违例负总量(TNS)从-29. 0 ns降低到-1. 7 ns,最差时序违例量(WNS)从-53 ps减少到-38 ps,总设计规则检查错误数目从7094减少到352;交叉结构模块的总绕线长度从772076μm下降到442 066μm;其他模块的WNS和TNS分别提升了18. 37%和76. 50%.     

Nd:YAG\Cr~(4+):YAG晶体的被动调Q运转特性研究

设计了一个小型的激光二极管泵浦自聚焦透镜耦合的激光器,利用Cr4+:YAG晶体作为可饱和吸收体.研究了Nd:YAG\Cr4+:YAG键合晶体发射波长为1 064nm的被动调Q运转特性.在不同的输出率下得到了不同脉冲宽度以及不同重复频率的脉冲.当晶体温度在30℃时,重复频率范围在1.4到5kHz,脉冲宽度范围在3ns到5.2ns.在输出率为27%时最窄脉冲宽度为3ns、重复频率为4.18kHz时得到最大单脉冲能量为43.06μJ,相应的峰值功率为14.35kW,获得了的稳定脉冲序列同时获得了高度稳定的脉冲序列.此外,通过理论计算研究了键合晶体的热透镜焦距与泵浦功率的变化关系.     

一种基于FPGA的DDS算法的简化实现

在分析了传统的DDS算法的基础上,提出了一种改进方案,使得系统的复杂度降低,更趋于模块化,产生的波形频率更准确.输出采用一个周期8个采样点的定点输出,系统时钟频率为80MHz,信号的谐波小于70dB.输出信号的范围为DC到10MHz,信号频率的步长为0.1Hz,相应的转换速度为12.5ns.     

正色散掺铒光纤激光器耗散孤子共振脉冲特性研究

报道了一种工作在正色散区的耗散孤子共振脉冲锁模光纤激光器.详细研究了泵浦功率及偏振控制器状态对输出脉冲特性的影响.耗散孤子共振脉冲中心波长1 575nm,光谱宽度约6.66nm.当泵浦功率从220mW升高到554mW时,脉冲宽度从0.78ns增加到3.16ns,脉冲能量变化范围为3.5nJ至16.9nJ.泵浦功率409mW时,改变偏振控制器状态,脉冲宽度在1.6ns至3.2ns范围之间变化.实验中还研究了获得的耗散孤子共振纳秒矩形脉冲的啁啾特性,脉冲经过25m单模光纤传输,脉冲宽度无明显变化,脉冲为非线性啁啾.     

雷达目标模拟系统频率源研制

设计了一种基于直接数字频率合成器（direct digital frequency,DDS）与现场可编程门阵列（field programmable gate array,FPGA）的雷达目标模拟系统频率源方案。采用自顶向下的设计方法开发系统控制代码。对DDS控制字计算公式转换,有效地解决了浮点乘法运算等效成高精度的定点运算。实现了分辨率为10 kHz,500 MHz带宽的全频段捷变,脉内线性调频信号带宽按照25 Hz步长和调频时间按照10 ns步长大范围控制的X波段频率源,频率捷变时间达到900 ns,并给出了具体实验结果。     

一种双回路驱动的纳秒快前沿高重复频率脉冲源

为满足电子设备在高重频、快前沿脉冲下的电磁损伤机理与工作防护技术研究的需要,本文利用漂移阶跃恢复二极管(DSRD)开断速度快、重复频率高等优点,基于正反向电流泵浦原理设计了一种新型双回路驱动的纳秒快前沿重复频率脉冲发生电路。首先计算了双回路驱动脉冲发生电路的主要元件参数,建立了DSRD的PSpice等效模型,通过仿真分析了脉冲电路输入电压、触发时间、负载电阻、DSRD寄生电容等对输出脉冲前沿、脉宽(半峰宽)、幅值的影响规律,并通过电路参数优化得到了预期的脉冲输出指标,所设计的双回路驱动脉冲发生电路有效提升了储能电感充放电效率,提高了脉冲源工作频率。根据所设计的电路参数,最终研制出一台输出前沿1.87 ns、脉宽8.3 ns、幅值1 kV、工作频率3 MHz的纳秒快前沿高重复频率脉冲电源,为研究脉冲功率环境下的电磁效应和防护提供了实验手段和技术支持。     

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．     

电晕放电辐射场实验研究

针对带高压物体的电晕放电辐射信号的时域、频域特征开展研究,对静电电晕放电电流、辐射场进行了理论分析,设计完成了静电电晕放电电流及辐射信号实验.研究发现,不同极性电晕放电的辐射场波形测试有明显差别:实验条件为负极性时,先发生电晕放电,但正极性放电发生时,脉冲幅值比负极性时大;负电晕电流脉冲波形的上升时间小于正电晕电流.实验结构不同,电晕放电辐射场的特征不同:利用电晕放电针与直流高压源直接相连的实验结构得到的放电波形的上升时间为十几个ns,频率分布集中在20～100 MHz;利用孤立导体电晕放电实验结构得到的放电波形的上升时间为几个ns,频率分布集中在200～600 MHz.结论对于研究带高压物体的电晕放电辐射信号特征具有很好的参考价值.     

An L-band HTS duplexer with improved performance

An L-band HTS duplexer with improved performance for communication applications has been developed. This is an improved version of the duplexer previously developed by our group. The duplexer was composed of a T-junction and two channels. Each channel has a 10-pole quasi-elliptic function bandpass HTS filter with a bandwidth of 27 MHz, and center frequencies at 1200 MHz and 1260 MHz. To achieve higher performance, especially a good balance between selectivity and flat group delay, the two pairs of transmission zeros from the two filters were reassigned so that one pair is used for high selectivity and the other for flat group delay. To reduce the influence of parasitical coupling, new coupling structures were developed in the simulation process. The duplexer was fabricated on a 2 inch diameter, 0.5 mm thick LaAlO3 wafer with a double-sided YBCO film. The measured results showed a very high performance: a mid-band insertion loss of 0.2 dB, a return loss better than –14 dB, a shape factor better than 1.4:1, an out-of-band rejection of better than 70 dB in a wide frequency range up to 3 GHz and excellent isolation (higher than 80 dB) between the two channels. In addition, the frequency band 5 ns group delay variation is over 10.5 MHz (38.7% of 1 dB bandwidth).     

基于FPGA的DDS信号源设计与实现

利用DDS和FPGA技术设计一种信号发生器.介绍了该信号发生器的工作原理、设计思路及实现方法.在FPGA器件上实现了基于DDS技术的信号源,并可通过键盘控制其输出波形的各种参数,频率可控范围为100 Hz～10 MHz,频率调节步进为100 Hz,频率转换时间为25 ns.     

数控高精度函数信号发生器设计

提出了一种基于PID算法实现频率高精度步进可调的方法,并结合单片机以及D/A电路,设计了一个信号频率在5～20M　Hz范围内,频率相对误差小于0.05%的多波形信号发生器,从而克服了目前信号发生器频率调整精度差的缺点.     

基于DDS的高频率高精度信号发生器

为满足现代电子测量和无线电通信领域对激励源的需求, 采用DDS(Direct Digital Synthesizer) 芯片AD9854ASVZ 设计一款高频率高精度信号发生器。ARM Cortex-M3 内核的STM32F103VE 芯片作为系统的MCU(Microcontroller Unit); 在MDK-ARM 平台下用C 语言开发主监控程序和信号产生程序; 利用Python 工具在PC(Personal Computer)端编写人机交互界面, 通过串口实现PC 与MCU 之间通信; 设计低通滤波电路和多级放大电路对产生的信号进行噪声(杂散)抑制和幅度控制。测试结果表明, 该信号发生器输出信号失真小, 精度高,频率范围宽, 具备较好的稳定性。输出正弦波、方波的频率范围为DC ~150 MHz, 频率漂移100 PPB(Part Per Billion), 频率分辨率1 滋Hz, 输出信号幅度峰峰值可在10 mV ~20 V 范围内, 以10 mV 步进调节。技术指标满足大部分外场实验和工业应用的需求。     

可调节频率和功率的固态微波功率源的设计

提出了一种利用锁相环和压控衰减器构成可调节频率和功率的固态微波功率源的设计方案,并且给出了电路实物及测试结果。测试结果表明该方案具有较宽的频率范围(400~500 MHz)和功率范围(-7~36 d Bm),且频率精度高(100k Hz)、功率平坦度好(0.49 d B),具有广泛的应用价值。     

ADC0809模数转换器的测试与研究

使用多组不同频率和不同脉宽的工作时钟,定量测定分析ADC0809模数转换器的转换速度和转换结果,测试结果表明：该模数转换器的最高工作时钟频率可达3MHz;工作时钟的脉冲宽度只要不小于166ns就是有效的,本测定结果为提高ADC0809模数转换器的使用效能提供了可靠的实验数据。