新型多功能厘米波频率合成器设计

该文介绍了一种新型多功能厘米波频率合成器,利用锁相倍频的方式,首次将直接数字频率合成器(DDS)输出的连续波(步进1 MHz)、常规脉冲、重频抖动、重频参差、双脉冲、捷变频信号、组变信号、二相编码和线性调频等信号搬移至0.8~18 GHz频段,外形尺寸为76 mm×70 mm×10 mm,体积约为传统类似频率综合器项目的1/20,具有工作频带宽、频率高、体积小等优点。

应用于WIFI收发系统的宽带低杂散频率综合器设计

本文基于28nm标准CMOS工艺,提出一种适用于WIFI收发系统的频率综合器,该频率综合器电路包括鉴频鉴相器、电荷泵、宽带压控振荡器、可编程分频器和HK-MASH小数调制器。与常规的MASH结构相比,HK-MASH结构具有更好的降杂散能力。经过测试,频率综合器可提供输出频率范围为4.34GHz~6.03GHz,当输出频率为4.4GHz时,频偏10KHz处相位噪声可达到-95dBc/Hz,此时的杂散小于-60dB。当输出频率为6GHz时,频偏10KHz处相位噪声可达到-96dBc/Hz。经仿真和测试结果表明,该款频率综合器能够满足WIFI系统的使用要求。

基于在线自组织增量学习的非侵入式负荷识别方法

随着电子技术智能化的发展,对实现电器负荷使用情况的精准识别在智慧用电领域将有广泛的用户需求。为了实现对电器设备的实时在线精确监测,本文提出了一种基于在线自组织增量学习(SOINN)的非侵入式负荷识别方法。该方法包含负荷特征提取、负荷特征分类及电器识别2个步骤。在负荷特征提取步骤中,提出了包含奇次谐波、均值、方差、3阶矩、4阶矩、电流有效值、功率谱峰值、功率谱谷值在内的共12维特征的特征提取方案。在负荷特征分类及电器识别步骤中,提出了结合SVM的SOINN的负荷特征分类及电器识别方法,以克服传统的SOINN算法不能实现电器类型识别功能的缺陷。通过C++语言将所提方法中的功能算法编写成微处理器系统的可执行功能模块,将功能模块移植部署在SoCFPGA的HPS端运行,实现了FPGA和HPS之间的协同高速数据通信。选取了8种常规家用电器作为负荷识别对象,搭建了基于SoCFPGA的硬件实验平台,进行了最优负荷特征选取,并采用本文方法对单电器与多电器的在线负荷进行了识别。实验结果:选取12维特征为本文方法的最优特征组合;本文方法的单电器与多电器的识别率均在95%以上。本文提出的负荷识别方法能够有效、准确地识别单电器与多电器;系统可实施性强,灵活性高,具有在线学习的优越性与实际应用的切实可行性。

凹非球面的非零位干涉检测技术

为了实现凹非球面的快速、高精度与通用化检测,文中提出了一种将非球面当做球面,直接采用干涉仪检测的非零位干涉检测方法,并结合相应的数据处理方法,获得非球面的面形误差检测结果。首先,介绍了该方法的检测原理,建立了回程误差、调整误差的计算与去除模型,研究了面形误差的数据处理方法。然后,以两个不同非球面度的凹非球面为例,对其回程误差和调整误差进行了仿真计算,验证了该方法的有效性。最后,搭建了凹非球面的非零位检测实验装置,成功测量得到其面形误差。通过与自准直零位检测法或LUPHOScan轮廓测量法检测结果对比发现,两种方法测量得到的面形分布和评价指标具有高度一致性,验证了该检测方法的正确性。该检测方法在保证高精度测量的同时兼备一定的通用性与便捷性,为凹非球面的通用化检测提供了一种有效手段。

分布式阵列中奇异频率信号的稳相合成

随着人们对电子系统的能力要求越来越高,便产生了一些超大口径的系统,但是这些系统只能固定部署,使用灵活性和加工精度受到极大限制。因此为了克服这些固有缺点,美国林肯实验室提出了分布式阵列的概念,并研制了实物系统进行相应的试验,性能提升效果显著。该分布式阵列由若干单元节点和一个中心站组成,这些单元节点按一定规则进行排布(单元间距较小,约百米量级),并通过中心站进行统一控制,实现相参合成,从而增强系统威力。

基于锁相环技术的小型化K波段频率源设计

在宽带电磁接收机领域,高频段频率源通常存在输出功率低、相位噪声性能差的问题,因此,频率源性能显得尤为重要。针对这一问题,本文利用锁相环与倍频的设计方式,设计一种小型化K波段的频率源。首先,对锁相环电路,控制单元电路和稳压电源电路进行设计;然后,对频率源进行建模仿真验证其可行性,通过采用腔体设计及微组装的方式完成了锁相环电路、控制单元、稳压电源电路及倍频器的设计;最后,对频率源进行了测试。测试结果表明,该频率源输出频率为25.6 GHz,输出功率大于10 dBm,其归一化相位噪声为-76 dBc/Hz@100 kHz,其整体尺寸为60 mm×40 mm×8 mm。所设计的频率源具有体积小型化、各项性能优良且能长期稳定工作的优势,能够满足宽带接收机工程需求应用。

基于STC51的DDS频率合成信号源的设计与实践

利用STC51单片机结合DDS技术和DAC芯片应用,设计并制作信号源,实现了对正弦波、方波、锯齿波、三角波的不同波形的精确合成。通过对STC51单片机的程序设计和DAC芯片的应用,研究了改善基于单片机和数字信号处理技术合成信号质量的一种有效方法,可延缓当提出的要求超过硬件性能时所造成的波形质量下降的程度。实验结果表明,所设计的系统能够稳定、准确地输出产生各种波形信号,并且具有较高的信号质量和稳定性。

一种低附加相位噪声的频率合成方法

频率源的相位噪声水平直接制约雷达的性能上限,因而低相噪频率合成技术是高性能雷达系统的一项关键技术。现有低相噪频率合成方法常用高次倍频实现,整体性能上严重依赖于低相噪晶振,成本一直居高不下。对此,提出一种低附加相位噪声频率合成方法,即采用最小化链路上附加相位噪声的技术,用普通恒温晶振级联低相噪放大器、梳状谱发生器和锁相环,最终实现低相位噪声的频率合成。实测数据表明,本文方法以100 MHz普通恒温晶振为参考,积分区间[1 kHz,30 MHz]的时间抖动为11 fs,频率合成在5.8 GHz载波的相位噪声为-119 dBc/Hz@1 kHz,积分区间[1 kHz,30 MHz]的时间抖动为13.7 fs,总附加时间抖动为8.17 fs,附加相位噪声仅1.9 dB,达到了业界领先水平,能够有效提升毫米波雷达系统的成像性能,优于传统频率合成方法。

直接数字频率合成器的FPGA实现

本文描述了直接数字频率合成器(DDS)的原理和特点,给出了利用Altera公司的FPGA器件(ACEX EP1K100)实现DDS的方法及仿真结果,并对仿真结果进行了误差分析。

中频双路相位相关信号源设计

为满足鉴相、调制等应用场合对相干结构、能精准设定两路信号相位差的双路信号源的需求,采用直接数字合成芯片AD9951设计了一种中频双路可任意相位差信号源。此信号源可产生频率最高可达160MHz且波形质量较好的正弦信号,信号频率误差小于0.01%,相位差能在0°~360°范围内调节,相位差误差小于1°,输出信号幅度能够以1dB步进在10mVpp~10Vpp内设置与变化。

Ka频段小型化低功耗超宽带低相位噪声频率合成器的设计

传统的频率合成器设计难以兼顾小型化、低功耗、超宽带且低相位噪声的集成需求,因此研究频率合成器的设计原理,详细剖析频率合成器的关键电路设计方法。实验结果表明,所提出的频率合成器不仅成功覆盖了Ka频段,而且在100 Hz偏移下展现出的相位噪声水平优于-76 dBc·Hz^(-1),加之操作过程中的动态功耗被控制在不超过5 W的范围内,符合设计需求。

基于双声光移频器的外差式激光多普勒测振计

分析了单声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计中声光移频器驱动信号的频率稳定性和信号功率对待测振动信号的影响.为了降低声光移频器驱动信号频率漂移的影响,提出双声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计,并基于直接数字频率合成技术,以相位噪音低、初始相位可控的芯片AD9912为核心器件,完成了声光移频器驱动信号生成及处理模块的设计.开展了双声光移频器组成的外差式激光多普勒测振计的振动测量实验,结果表明,驱动信号生成装置可以驱动声光移频器正常工作,且测振计的本底噪音在0～10kHz频带范围内呈现平坦分布,0～1kHz频段内噪音得到明显抑制,较单声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计有显著改善.

高工作温度碲镉汞红外探测器杜瓦结构研究

随着第三代红外探测器技术的快速发展,高工作温度红外探测器成为重要的发展方向。本文报道了在高工作温度碲镉汞红外探测器杜瓦结构小型化、低功耗、高可靠性方面的研究进展。通过杜瓦结构的优化设计,搭配旋转整体式低温制冷机K562S short,制备出组件体积为80 mm×61 mm×39 mm,重量为212 g,启动时间为2.5 min,工作温度达到150 K的高工作温度中波碲镉汞红外探测器,并初步完成了组件可靠性试验验证,为高工作温度碲镉汞红外探测器的工程化应用奠定了一定的基础,对高工作温度碲镉汞红外探测器的小型化、低功耗、高可靠性研究具有一定的指导意义。

X～Ku波段宽覆盖捷变频频率合成器研制

提出了一种宽相对覆盖、低相位噪声的捷变频频率合成方法。该方法首先利用混频锁相环方法进行宽带锁相得到低相噪性能与捷变频性能,进而针对混频锁相环在宽覆盖情况下环路带宽急剧变化而导致系统相噪和捷变频性能下降的问题,提出实时调节锁相环电路的鉴相增益,以对压控振荡器的等效压控增益非线性进行补偿,从而实现在宽覆盖范围内锁相环环路带宽基本保持恒定,即确保所覆盖范围内低相噪性能与捷变频性能的一致性。基于本方法研制实现的11.1～13.1GHz,最小步进10MHz的宽覆盖合成器全范围环路带宽基本保持在600kHz,输出信号相噪优于?83dBc/Hz@1kHz,捷变频时间小于10μs。

振动对动载体成像的影响及被动隔振技术的应用

动载体光电平台具有强时效性、高准确度、机动灵活、针对性强的特点,是获取信息的有效手段。分析了动载体的线振动和角振动对成像质量的影响,根据动力学普遍原理建立了动载体光电系统的隔振系统数学模型,提出了提高隔振效果的主要问题和设计方案,仿真分析了采用正交布局的隔振系统的隔振效果,为今后进一步的理论优化设计奠定了基础,同时也为工程实践提供了理论指导。

直接数字频率合成器(DDS)及其性能分析

介绍了直接数字频率合成器ＤＤＳ（ＤｉｒｅｃｔＤｉｇｉｔａｌＳｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ）的组成、工作原理及性能；运用信号系统理论和方法详细分析了ＤＤＳ的相位噪声、杂散噪声、数字化截断误差对输出波形的影响以及ＤＡＣ非线性对频谱纯度的影响等；还给出了相应的分析计算公式和响应曲线；得出的结论对提高ＤＤＳ输出信号的质量有一定意义．

周期性信号之间的相位量子特征及其应用

针对周期性信号之间的普遍规律性,分析了等效鉴相频率和相位量子的概念.周期性信号除自身的变化规律外,周期性信号之间相互作用和联系的基础是相位量子,它揭示了周期性信号普遍联系的本质.实验证明相位量子是相互作用的周期性信号之间不可分割的基本个体,以相位量子为基础的测量、比对和控制能实现任意频率信号之间的直接相位比对.相位量子在主动型氢原子钟锁相环线路改造中简化了传输线路,减少了相位噪声引入,提高了性能。

基于AD9858的快速捷变频频率合成器的设计

选用内部时钟可达1GHz的高性能直接数字合成频率源DDS芯片AD9858作为核心器件设计频率合成器,采用DDS+DSP+SAWO的设计方案,设计成功905MHz低相噪、高稳定度的声表面波振荡器为AD9858提供参考时钟,整个系统采用高性能的DSP作为控制电路。文中详细阐述了AD9858芯片的主要性能及其在快速捷变频频率合成器设计中的应用方法。

GaAs MMIC宽带双平衡混频器的研制

采用GaAs肖特基二极管工艺,设计并制造了一款宽带无源双平衡混频器,射频、本振频率为1.5~3.7 GHz,变频损耗小于10 dB,本振到射频隔离度大于35 dB,中频带宽DC^0.8 GHz。该混频器采用了环形二极管和螺旋式巴伦结构,在获得良好的变频损耗与隔离度的同时,显著减小了芯片面积,整体芯片尺寸为1.2 mm×1.2 mm。

直接数字频率合成信号发生器的设计

简要介绍了基于现场可编程门阵列(FPGA)及直接频率合成信号发生器(DDS)技术的信号发生器设计和实现。该设计采用CycloneⅡ系列器件EP2C8Q208C8实现DDS波形产生电路、D/A转换器控制及与ARM接口等功能,用先进精简指令单片机(ARM)STM32F103进行频率控制字、相位控制字,频率输出显示等控制。由于FPGA的晶振是50MHz,经过增强型锁相环(PLL)后采样频率可达到250MHz,通过14位400MSPS的高速数模转换器(DAC)和7阶椭圆低通滤波器,最终输出的正弦波最大频率可达到70MHz。