工业总线标准电容层析成像系统设计

为保证电容层析成像(ECT)系统满足航空航天领域多相流参数测试的要求,开发了一套基于CPCI工业总线标准的ECT系统。采用高性能现场可编程门阵列(FPGA)芯片作为主控芯片,实现信号激励模块、多路复用开关模块、数据处理模块、数据解调和传输模块的集成式设计,将采集信号进行预处理,实现信号的滤波、放大和相敏解调,并通过CPCI工业总线接口把解调后的电容数据传送至系统上位机,完成图像重建。实验测试结果表明:系统采用1 MHz激励信号和8电极传感器的工作模式下,采用10周期的测试信号解调时,图像采集速度可达1 785幅/s,信号的信噪比高于60 d B,成像结果具有良好的空间分辨率。     

动态校准激励信号的分析与选择方法

许多自动控制系统、仪表、传感器与测试系统等,都需要进行动态校准,以期测出系统的动态特性,并用动态数学模型和动态性能指标描述其动态特性。动态校准激励信号应该选择到能激励被校系统的全部(至少是主要)频谱。换句话说,动态激励信号的频谱必须复盖被校系统的频谱。因此,动态激励信号的选择是动态校准中的一个重要问题。动态激励信号主要分为三类:(1)频域激励信号;(2)时域激励信号;(3)随机或伪随机激励信号。文中分别讨论这三类激励信号的分析和选择方法,并给出这些激励信号的频谱公式和相应的曲线。这些曲线对激励信号的选择很有用处。同时,对选择这些激励信号的方法的物理意义清楚地进行了分析。     

新型GNSS信号波形设计

在发射带宽严格受限的约束下连续函数波形信号较传统矩形波形表现出了较高的频谱利用率优势和优良性能,很有可能应用到未来的全球卫星导航系统(GNSS,Global Navigation Satellite System)信号体制中.在建立导航信号波形设计准则的理论模型基础上,研究了7种可能适用于未来GNSS系统的新型信号波形,在典型的宽/窄发射带宽条件下,通过仿真评估了传统GNSS信号和新型GNSS信号的精度、抗多径、抗干扰等性能,优选出BOCc和MSK两种适用于不同环境的信号波形: 在频谱资源充足的情况下,BOCc信号具有最优的导航性能;在频率资源受限的情况下,MSK信号兼容性好,抗干扰能力强,拥有较好的导航性能.最后,结合两类信号波形的优缺点提出了我国新一代卫星导航系统信号波形设计的建议.     

基于CPLD的雷达信号发生器设计

现代战争对雷达系统设备功能与性能提出了越来越高的要求,信号发生器作为雷达系统的重要组成部分面临着更高的挑战。针对雷达整机测试中动态目标模拟难的问题,提出了基于CPLD的雷达信号发生器设计方法。通过采用可编程逻辑器件,用拨码开关调节产生复杂的组合逻辑时序,控制雷达波形产生器和频率合成器,产生多种高频目标回波信号,模拟空中真实目标,在雷达不开发射机的情况下,实现了对雷达整机性能的测试。同时,对模拟的雷达目标回波信号进行了测试。结果表明,信号发生器满足设计要求。     

静电放电枪校准装置的研制

介绍了自行研制的满足IEC61000-4-2标准要求的静电放电模拟器测试系统.在测试系统中使用了极高输入阻抗的高压电压表测量静电放电模拟器的静电高压,提高了静电高压测量准确性;在使用四通道高速取样示波器测量静电脉冲波形中,由于使用了脉冲延时输入与合成迭加的方法,提高了脉冲波形测量的取样率,使测得的脉冲波形更加真实,提高了脉冲波形参数测量的准确性.     

头盔冲击信号自动测试分析系统

头盔冲击试验是检验头盔防碰撞性能的一个重要手段,本文从工作原理、系统硬件结构和信号分析原理几方面详细说明了头盔冲击信号自动测试分析系统,并针对冲击信号持续时间短暂(20ms)和AD转换器采样率较高(10kHz)的特点,介绍了本系统所采用的特殊电路和程序思想。经国家级标准计量单位标定,本系统与标准系统相比,其精度和重复性均在1％以内。自1987年7月开始使用以来,已进行上千次试验,实践证明其性能稳定,达到设计要求。     

基于步进频连续波的近距离主动毫米波圆柱扫描成像系统

为了克服压控振荡器（VCO）输出线性调频（LFM）信号频率线性度较差的缺点,本文提出了基于直接数字合成（DDS）技术产生步进频连续波信号的近距离主动毫米波圆柱扫描成像系统,该系统具有距离分辨率高、频率精度高以及波形产生和波形控制较为简单的优点。首先,本文通过步进频连续波信号的探测原理分析了该信号的一维距离像、距离分辨率以及距离模糊的特点;然后,通过波动方程推导出近距离主动毫米波圆柱扫描成像系统的重构算法;最后,在微波暗室搭建了半实物仿真成像系统,验证了步进频连续波信号在近距离主动毫米波圆柱扫描成像系统中应用的可行性和有效性。     

基于曲线拟合法的失真度测量及其数据处理研究

对当前正弦信号波形失真测量的现状进行了分析,讨论了基于曲线拟合法正弦信号波形失真度测量技术,并针对曲线拟合法参数求解困难的问题,提出了基于单纯形法的数据处理方法.实验结果表明单纯形法能够快速、精确求解曲线拟合方程,解决了失真度的数字化测量中的瓶颈问题.     

矢量信号调制质量分析方法研究与实现

采用矢量信号分析技术通过分析已调信号的特性,能够快速发现引起信号失真的原因,定位系统设计中的错误,该技术在信号分析仪器、数字通信等领域应用广泛。本文在深入研究矢量分析技术的基础上,建立了矢量信号分析模型,并对矢量信号分析中对结果影响较大的最佳判决未知和幅相补偿模块进行了详细分析。利用软件实现了矢量信号调制质量分析,能够快速的对EVM等指标进行计算,且易于嵌入其它系统和设备,使用方便。     

用于EMI测量接收机脉冲响应校准的标准脉冲信号产生方法

EMI测量接收机作为电磁兼容测试中的关键仪器应用越来越广泛，但目前该类仪器的脉冲响应校准所用的标准源完全依赖于进口，国内尚无可替代的标准脉冲信号产生器。介绍一种用于EMI测量接收机脉冲响应校准的标准脉冲信号产生方法，首先建立标准脉冲信号的参数模型并对其进行数值分析和仿真，验证其符合CISPR 16-1-1标准的要求，之后搭建实验系统，利用标准脉冲信号生成软件控制任意脉冲信号发生器输出标准脉冲信号并对其进行补偿修正，获得符合CISPR 16-1-1标准要求的标准脉冲信号，该信号可用于EMI测量接收机脉冲响应的校准。     

基于多相关器的GPS信号质量监测技术

导航卫星的信号质量是影响系统定位性能的一个关键因素,当卫星自身硬件设备或空间传播信号受到干扰时,会导致卫星信号波形失真,用户接收机的伪码相关器产生的相关峰会产生偏差,造成定位精度下降;情况严重时,会使用户失去定位能力。因此,通过对空间信号的监测可以进一步保障系统的服务性能。文中借鉴现有的信号质量监测技术,对GPS信号失真的原因进行了总结,按照TMA、TMB和TMC完成失真信号的建模,并定性分析了对测距的影响。给出基于多相关器的导航信号质量监测方法,使用上述三种模型验证了该判定方法的有效性。     

矢量信号调制质量分析方法研究与实现

采用矢量信号分析技术通过分析已调信号的特性，能够快速发现引起信号失真的原因，定位系统设计中的错误，该技术在信号分析仪器、数字通信等领域应用广泛。本文在深入研究矢量分析技术的基础上，建立了矢量信号分析模型，并对矢量信号分析中对结果影响较大的最佳判决未知和幅相补偿模块进行了详细分析。利用软件实现了矢量信号调制质量分析，能够快速的对EVM等指标进行计算，且易于嵌入其它系统和设备，使用方便。     

矢量信号调制质量分析方法研究与实现

采用矢量信号分析技术通过分析已调信号的特性，能够快速发现引起信号失真的原因，定位系统设计中的错误，该技术在信号分析仪器、数字通信等领域应用广泛。本文在深入研究矢量分析技术的基础上，建立了矢量信号分析模型，并对矢量信号分析中对结果影响较大的最佳判决未知和幅相补偿模块进行了详细分析。利用软件实现了矢量信号调制质量分析，能够快速的对EVM等指标进行计算，且易于嵌入其它系统和设备，使用方便。     

硅谐振式压力微传感器闭环系统

硅谐振压力微传感器在自激振荡回路中采取电阻热激励、电阻拾振时得到的信号,由于有用信号本身的量级小,因而含有严重的同频干扰信号(耦合激励信号),信噪比SNR (Signal Noise Ratio)仅为10^-3数量级.为了提高信噪比,滤除同频干扰,多级放大之后的处理中将锁相环PLL(Phase-Locked Loop)工作原理和分频技术相结合,由锁相环输出作为传感器的激励和鉴相相关信号,搭建硅谐振压力微传感器闭环自激振荡回路.结果表明:采用锁相分频技术的微传感器闭环系统能可靠运行,信噪比低的问题得到了很好解决.     

多卜勒导航雷达自动检测的设计与实现

介绍了多卜勒导航雷达的基本工作原理 ,推导了回波信号多卜勒频移与系统其它参量间的关系。在讨论回波信号频谱特性的基础上 ,介绍了回波信号的产生原理及自动检测设备的硬件组成。     

应变测量仪自动校准系统设计CSCD

针对飞机静力、疲劳、铁鸟及风洞等强度试验中大量使用由LXI EX1629应变测量仪组成的大型应变测量系统通道数多校准项目多,采用手动校准工作量大、周期长、效率低、并容易出错等问题。利用标准仪器通信接口和被校设备的LXI标准网络化测控系统的嵌入式设备高可靠性及快速通讯方式,在VEE Pro软件开发平台上,设计开发出一套应变测量仪自动校准系统,实现了应变量测量仪和应变量放大器多路同步快速自动校准。系统包括设备管理、校准及打印输出三个主模块。试验结果表明:系统运行可靠、有效、精度高。该校准系统在飞机研发试验中发挥了重要作用,具有广泛的应用前景。     

一种有源模拟阻抗标准器的实现方法

本文介绍一种可以产生任意阻抗模和阻抗角的有源模拟阻抗标准器-复阻抗标准器。作为一种有源模拟阻抗,复阻抗标准器以数字模拟阻抗技术为核心,采用数字波形合成技术、全数字锁相技术、DDS等关键技术,控制幅值和相位可调的电压波形和电流波形,模拟出具有任意阻抗模和阻抗角的复阻抗,在整个复平面内校准RLC数字电桥。本文基于被校对象RLC数字电桥的工作原理,设计复阻抗标准器的原理和软硬件实现方法,并给出复阻抗标准器的校准数据和测量不确定度分析。     

一种有源模拟阻抗标准器的实现方法CSCD

本文介绍一种可以产生任意阻抗模和阻抗角的有源模拟阻抗标准器-复阻抗标准器。作为一种有源模拟阻抗,复阻抗标准器以数字模拟阻抗技术为核心,采用数字波形合成技术、全数字锁相技术、DDS等关键技术,控制幅值和相位可调的电压波形和电流波形,模拟出具有任意阻抗模和阻抗角的复阻抗,在整个复平面内校准RLC数字电桥。本文基于被校对象RLC数字电桥的工作原理,设计复阻抗标准器的原理和软硬件实现方法,并给出复阻抗标准器的校准数据和测量不确定度分析。     

基于单片机的高精度波形信号直接生成方法研究

针对直接数字频率合成(DDS)技术不适于单片机直接实现的问题,提出了一种波形信号生成的整周期循环法。借助片内嵌有直接存储器存取控制器(DMA)和数模转换器(DAC)等外设的单片机,该方法可以在不引入DDS专用芯片的情况下直接生成预设波形信号,且在生成信号时完全不占用单片机的CPU时间。对生成波形信号的整周期循环法进行了理论分析,导出了生成信号的频率及最大相对频偏公式,给出了算法实现流程。采用STM32单片机对整周期循环法生成正弦信号进行了实验测试。实验表明生成信号的频率精度高,且波形稳定、质量好。     

基于FPGA与TDC的GPS-铷钟时间同步系统

描述了一种高精度的GPS-铷钟时间频率同步系统,系统输出标准10MHz频率,同时输出高精度的1PPS同步时间信号,在GPS信号驯服下系统同步精度可达到7.2ns,输出频率准确度优于1E-12。论文阐述了系统的原理,给出了测试数据,结果表明,系统指标满足工程应用要求。