频谱分析仪在相位噪声测量中的应用

随着航空航天、宇航测控、数字通信等科技领域的高速发展以及计量测试技术的日新月异,作为短期频率稳定度直接反映的相位噪声已成为计量测试领域中越来越受到重视并得到深入研究的一个参量.本文探讨的是利用频谱分析仪(即直接频谱分析仪法)在相位噪声测量中的实际应用.     

振动信号的幅值和相位计算方法分析

给出了基于Kaiser窗FFT频谱法、正弦逼近法和全相位时移相位差法计算振动信号幅值和相位的计算方法,并使用三种方法分别对单一的正弦信号以及混有噪声和其它频率的正弦信号进行了测试。通过测试数据对三种方法的信号处理效果进行了分析比较,阐述了不同计算方法的优缺点。比较结果显示具有抑制频谱泄漏和＂相位不变性＂的全相位谱分析结合高精度相位差法而得的全相位时移相位差法精度更高,应用范围更广。     

低噪声共模压控振荡器

提出并分析了一种利用负反馈的差分共模压控振荡器（ＣＭＶＣＯ），它具有极低的相位噪声，与一般的低噪声振荡器（ＬＣＶＣＯ）相比，其相位噪声可以低５～８ｄＢ。     

封闭空间低气压环境对噪声测量的初步研究

为研究低气压环境对声学测量的影响,在低压实验舱模拟不同气压环境,开展低压环境下白噪声的测量研究.测量设备采用B&K3160,采用3种传声器B&K4966,B&K4938和B&K4138,声源输出为白噪声,测试舱压为常压101 kPa及低压(91,81,71,61,51,41 kPa)下的线性声压级和A计权声级以及频谱....     

基于改进的传声器阵列数据分析技术的飞机机体噪声实验研究

 发展了一种平面传声器阵列数据处理新方法——洁净信号处理算法,通过对传声器阵列混淆和旁瓣信号的有效抑制,改进了对声源的分辨。基于改进的数据分析方法,研究了真实飞机结构和真实飞行条件下飞机起落架、襟翼等声源的频谱特性、指向特性。研究结果表明,新的信号处理算法可以更加清晰地分离出飞机表面的气动噪声源。起落架噪声的频谱是由宽频随机噪声与一些较为明显的单音噪声源组成,在不同辐射角度时,起落架噪声的声级在不同频率范围有一定的差异。襟翼侧缘噪声频谱是一个包含有个别明显单音噪声的宽频噪声谱,襟翼内侧缘噪声谱和外侧缘噪声谱有明显的差异,在低频范围,襟翼侧缘噪声的指向性比较明显,但在高频范围,襟翼侧缘噪声没有明显的指向性。     

一种低相位噪声频标分配放大器的设计实现

随着测控试验系统对低相位噪声频标指标要求的不断提高,国内市场上的绝大部分相关产品已无法满足要求。本文给出一种低相位噪声频标分配放大器的设计实例,实例采用基于MAX4104增益放大和LMH6609分配放大的2级放大电路结构,充分利用MAX4104的低相位噪声放大特性和LMH6609的大电流驱动分配特性,同时采用先进的PCB（印制电路板）设计技术和有效的电路噪声抑制手段,实现了频标的低相位噪声分配放大输出。最后对实例设计进行了验证分析。本设计相关产品已广泛应用于卫星地面测控系统的时频分系统中,实践证明设计指标满足航天测控和武器试验用户的要求。     

推力螺旋桨噪声试验

针对某推力螺旋桨开展了噪声测试,获得了定桨矩角、不同转速工况的螺旋桨噪声频谱特性和典型工况下的螺旋桨噪声辐射指向性,分析了螺旋桨噪声与转速、桨矩角的变化规律,以及螺旋桨的纯音噪声、宽频噪声和总噪声的辐射指向性.结果表明:随桨矩角和转速增大,宽频噪声在总噪声中占比增大,在大桨矩角、高转速下,宽频噪声强度已经与纯音噪声相当...     

航空发动机测试信号噪声特性分析

在采集到的航空发动机测试信号中不可避免地混有噪声或干扰信号,讨论了利用频谱分析、滤波、小波分解、双谱估计、以及自相关分析等提取发动机信号噪声的方法,分析了发动机信号噪声的类型和特性。结果表明:发动机噪声主要是加性、低强度的连续频谱,在某几个频率成分上也分布着线状频谱。噪声中既有白噪声、又有非平稳的入侵色噪声。      

高频振荡器噪声分析

 本文将高频振荡器视为具有深度正反馈噪声放大器。对它分析,给出正弦波信号的谱、等效带宽及相位噪声谱;同时还提出诸如高频振荡器内部产生的随机游走噪声形成机理等新看法。     

相关法测量中的噪声信号源和扫频信号源的性能比较

时差法相关测量中信号的带宽越宽，互相关函数的峰值点的峰值优势越大，其测量的抗干扰性能越好。通过理论分析和数学仿真研究了两种宽带信号源——噪声信号和扫频信号，并利用相关分析法测量两信号问时差时的性能。结论是：噪声信号频带范围宽，带宽不受所采用信号长短的限制，测量分辨力高，但其频谱与噪声干扰频谱相似，抗干扰能力差；扫频信号的频率和带宽可人为控制，频谱特征明显，抗干扰性能好。     

宇航用小型化超稳晶振（USO）设计与实现

在分析高稳定晶体振荡器(OCXO)工作原理的基础上,提出了一种改善晶体振荡器相位噪声的方法.通过低噪声主振电路设计、高精度控温电路设计及机电一体化设计等措施,设计研制了一种宇航用小型化超稳定晶体振荡器(USO),尺寸为99mm×88mm×55mm.经测试,产品短期频率稳定度为2.11×10-13/1s、3.28×10-13/10s、8.61×10-13/100s(Allan方差),相位噪声为-129.4dBc/Hz@1Hz和-147.0dBc/Hz@10Hz.     

相位法三维型面非接触检测系统

简述了相位法三维检测技术的特点及其在航空制造工业中的应用前景,采用光学函数分析法和二维富立叶频谱分析技术,简要分析了相位法型面三维非接触检测的基本原理,并介绍了所研制的三维型面非接触检测系统。     

用AM300型函数信号发生器建立相位测量标准装置

提出了一种建立相位测量标准装置的方法。该标准装置以AM300型函数信号发生器为主标准器,相位计、示波器、失真度测量仪、数字电压表为配套设备。对AM300型函数信号发生器的量值指标进行了测试和实验,包括：相位增量误差测试、相位绝对零度误差测试、60°幅相误差测试、测量的重复性实验和长期稳定性实验。结果表明：该标准装置测试结果准确,性能稳定可靠,具有造价低、实用性强的特点。     

基于MATLAB频谱分析的永磁电机噪声分析方法

设计开发了一款200 kW新能源车用永磁同步磁阻电机。对样机进行测试,发现在转子转速2 600 r/min时,电机发出尖锐的电磁噪声。采用录音设备录制了电机运行噪声,并用MATLAB软件对噪声进行了频谱分析,通过对比电机相关零部件共振频率以及电机运行噪声频谱分析结果,分析了可能发生共振的零部件,并对该零件结构进行了优化设计。优化后电机运行时的电磁噪声下降到了合理范围,验证了基于频谱分析的电机噪声声源分析的可行性和准确性。     

AC500螺旋桨飞机适航噪声试验验证技术

介绍了新研的AC500型螺旋桨飞机适航噪声测试理论及数据处理方法。为飞机适航噪声验证建立了合理、科学的试验方法、测试技术和数据处理程序。     

频率源振动对测速精度的影响

针对频率源振动会影响测速精度的问题,按照国军标车载设备的振动要求,对频率源振动带来的相位噪声进行仿真分析和实际测试。并以振动频率为5Hz为例,对10 MHz频率源进行测试计算得到相应短稳;然后计算频率源在静止和振动环境下的测速随机误差;最后通过比较得到频率源在振动时测速精度会恶化几个数量级的结果。建议在动中测速时,通过使用加速度灵敏度低的晶振,安装减震器,优化环路设计,采用数字补偿技术等措施以减少振动对测速精度的影响。     

基于DP83640的秒脉冲移相器设计与实现

使用DP83640 IEEE 1588精密时间协议（PTP）收发芯片设计实现了一款秒脉冲精密移相器,它能与外部的标准秒脉冲（1 PPS）进行同步并进行精密相位微调,可应用于高精度相位微跃器。秒脉冲移相器采用DP83640芯片进行级联实现秒脉冲精密移相：利用ARM微处理器控制第二级DP83640实现与外部标准秒脉冲的相位粗调,控制第一级DP83640实现相位微调。相位调整时将外部输入的相位偏移量换算为8 ns整周期倍数的相位粗调值,以及不同时间长度档位的相位微调值,分别写入第二级和第一级DP83640共同实现高精度相位微跃。由于硬件电路特性和器件综合噪声的影响,经测试平均相位微跃准确度可以达到0.1 fs。     

发动机进气压力控制系统噪声抑制方法

高空台进气压力控制系统具有大时滞特性,被控对象受到输入噪声、相位延迟等不确定因素的影响,导致控制系统难以精准控制,给控制器的设计带来挑战。针对该问题,首先采用基于跟踪微分器(TD)的测量噪声抑制对系统输入噪声进行估计,通过引入基于跟踪微分器与Fal函数滤波算法的相位补偿进行了补偿器设计。然后对高空台进气压力控制系统设计了跟踪微分器的测量噪声抑制算法,并进行了滤波特性分析。在设计相位补偿方法时,不仅考虑了测量信号中随机噪声的分离,还对微分信号中的抖动信号进行了滤波,使得系统初始信号和滤波后的光滑微分信号重新构成新的有用信号,最终解决了输出信号的相位滞后对控制精度影响的问题。通过数值模拟对经典fhan算法和提出的Fast+PA(Phase Advancer)算法进行了比较,验证了Fast+PA算法噪声抑制的优势。结果表明,Fast+PA算法通过调整重要参数滤波因子h₀和向前预报补偿因子λ的值既能消除颤振及保证滤波的效率,又具有较好的相位补偿和动态响应能力。     

车用异步电机的电磁噪声分析与抑制

分析车用异步电机的电磁噪声问题。分析一台电动汽车牵引用异步电机空载噪声过大的原因,定位噪声的主要来源。基于Ansys Workbench多物理场仿真分析平台建立样机的电磁-结构-声场仿真模型,对样机的电磁噪声进行仿真预测,并通过试验测试和有限元仿真的噪声频谱对比验证电磁噪声仿真的正确性。对样机电磁噪声过大的原因进行理论分析,通过更改槽配合抑制电磁噪声,并通过噪声测试验证理论分析的正确性。     

航空发动机燃烧室内部噪声测量研究

叙述了用于燃烧室内部高温、高压条件下的噪声测量系统以及根据系统的动态特性对测量结果的修正。根据大量的测试结果分析了燃烧室噪声的规律和总声级的预测模型。