基于多FPGA的三相逆变器实时仿真系统研究

实时仿真系统是三相逆变器及其控制算法分析、设计与实验验证的重要工具,现有商业化的实时仿真系统价格昂贵且难以同时兼顾部件与系统多时间尺度实时仿真的要求。设计了一种基于多FPGA的三相逆变器实时仿真系统,采用分段拟合的策略构建了IGBT开关动态过程模型,基于IGBT模型和系统状态方程,分别构建了三相IGBT桥臂模型、LC滤波器以及负载模型。采用多FPGA架构实现了仿真模型的多时间尺度实时计算,设计了上位机软件实现了模型参数下发和仿真波形显示。仿真结果表明,在所设计的实时仿真系统中,IGBT模型与系统的仿真步长分别为20ns和10μs,实现了三相逆变器IGBT部件与系统的多时间尺度实时仿真。

一种新型超高精度频标比对系统的设计

提出了一种基于相检宽带测频技术的新型高精度频标比对设计方案。利用频率信号间相位差变化的规律性,在两相位重合处建立测量闸门,克服了传统频率测量中存在的±1个计数误差的问题。通过附加延时可调电路减少相位重合点的个数并在相位重合控制电路的帮助下有效地捕捉最佳相位重合点,进而降低测量闸门开启和关闭的随机性,大大地提高了系统的测量精度。实验结果和分析表明了该方案设计的合理性和先进性,其实际测量精度可达10-13/s量级,明显优于传统测频方法的测量精度。结合CPLD片上技术,新方案设计的频标比对系统,结构简单,成本低廉,具有广泛的推广和应用价值。

基于时间间隔测量的宽范围高分辨率时间同步检测方法

针对传统时间同步技术中测量范围与分辨率之间的矛盾,提出一种基于时间间隔测量的宽范围高分辨率时间同步检测方法.利用电磁波信号在特定介质中传播的准确性和稳定性,结合任意信号之间无需频率归一化处理的异频相位检测原理,以时空转换关系为基础,将基于长度游标的时频测量技术应用于导航卫星1pps信号的同步检测,进而提高1pps信号之间时间差测量的分辨率.同时,该技术与传统的高精度时间间隔测量方法配合使用,形成多层次逐级测最法,可以进一步扩宽测量范围.实验结果证明了该方法的合理性和科学性,其测量分辨率可达到50ps量级,稳定度优于10ps.该方法将为我国航空航大、导航定位、通信、计量、雷达、天文等高科技领域的进一步发展提供理论指导并对其中关键的时间同步方面提供技术支持.

基于群周期相位比对的GPS载波相位测量方法

GPS载波相位测量是当前国际时频测量与传递领域的研究热点。针对高精度时间传输及精密导航定位的需求,提出了一种基于群周期相位比对的GPS载波相位测量方法。利用L1和L2波段的稳定性特征,引入高分辨率异频相位处理思想,通过分析两载波信号之间固有的频率或相位关系,将群周期相位比对理论应用于GPS载波相位测量中,结合高精度异频相位检测方法,实现星地之间的精密测距及准确定位。实验结果证明了该方法的合理性和科学性,与传统的载波相位测量方法相比,提高了整周模糊度的解算精度,消除了数学模型的误差来源,降低了成本,简化了电路结构,提高了定位精度。该方法将为高精度时频传递与导航定位等高科技领域提供相位处理及时间同步方面的理论指导和技术支持,具有广阔的应用前景。

基于群相位量子化处理的新型高分辨率相位差测量方法

在群周期相位比对和群相位量子化处理的基础上,提出了一种新型高分辨率相位差测量方法。利用频率信号间群相位重合点的分布规律,在群相位重合点处建立测量闸门,将相位差的测量转化为以群周期为基础的短时间间隔测量,大大提高了系统的测量分辨率。通过公共频率源信号的引入和群相位量子化处理技术,降低了实际计数闸门开启和关闭的随机性,消除了传统测量中±1个字的计数误差,提高了短时间间隔的测量分辨率,从而有效地提高了相位差的测量分辨率。实验结果表明该方法的科学性和先进性,鉴于短时间间隔的测量分辨率可达10-13/s量级,通过MCU控制时间——相位差的转换,实际相位差的测量分辨率可达0.0001度,明显优于传统的相位差测量方法,同时该方法电路简单,成本低廉,在卫星导航系统主、备份原子钟之间的无缝切换、1pps信号的相位异常检测及星地间高精度时间同步方面具有广泛的应用。

基于异频相位处理的高精度频率测量系统

提出了一种基于异频相位处理的高精度频率测量系统的设计方案.在异频鉴相技术的基础上,通过脉宽调整电路减少相位重合点簇中的脉冲个数和附加相位控制电路有效捕捉最佳相位重合点,降低了计数闸门动作的随机性,极大地提高了系统的测量精度.新方案结合现场可编程门阵列片上技术,既保留了相位重合检测技术克服±1个计数误差的优越性,同时也提高了测量速度,简化了测量设备,降低了成本和功耗.实验结果和分析表明了新方案设计的科学性和先进性,其实际测量精度可达10-13s-1量级,明显优于传统测频方法的测量精度,具有广泛的应用和推广价值.

基于异频相位处理的新型氢原子频标锁相系统

在等效鉴相频率的基础上,提出了一种新型氢原子频标锁相系统的设计方案.利用频率信号间相位差变化的规律性,无需频率归一化便可完成相互间的线性相位比对即异频鉴相.将异频鉴相应用于主动型氢原子频标的锁相环路中,通过参考信号和被锁信号间等效鉴相频率的合理选择,可以做到异频率信号间的直接鉴相并能获得很高的锁相精度.实验结果表明了该设计方案的科学性和先进性,其锁相精度可达10-12/s量级,与传统氢原子频标锁相系统相比具有电路简单,锁相精度高,附加噪声小,可以异频直接锁相等特点,因而在导航定位、空间技术、通讯、计量、精密时频测控等领域获得广泛应用.

电涡流传感器温漂的综合补偿

在介绍电涡流传感器基本原理的基础上,分析了温度漂移产生的主要因素,并提出了一种温漂补偿的新方法,即利用负反馈组成闭环系统实现对温度漂移的综合补偿。实际测试结果表明,温漂综合补偿精度可达 0.41%,明显优于一般方法的补偿精度。

模拟电子线路虚拟实验教学系统的设计与实现

虚拟技术的发展使电子线路的分析设计过程得以在计算机上轻松、准确、快捷地完成。这样,一方面克服了实验室在元器件和规格上的限制,避免了损坏仪器等不利因素,另一方面使得实验不受时间及空间的限制,从而促进电子线路实验教学的现代化。

基于GPS的新型二级频标锁定系统

提出了一种基于GPS的新型二级频标锁定系统的设计方案。利用信号的时延稳定性和群相位差变化的规律性,产生一种基于长度游标的高精度时间间隔测量方法。将该方法应用于二级频标锁定系统中,通过对被测时间间隔进行多尺度卡尔曼滤波,在MCU控制下算出GPS与二级频标分频信号之间的相对频差;根据二级频标的频-压控制特性得到补偿电压,将该电压进行D/A转换后送到二级频标的压控端,调整输出频率,形成二级频标锁定系统。实验结果表明其锁定精度可达10-12/s量级,与传统频标锁定系统相比具有电路简单,成本低廉,附加噪声小,锁定精度高等特点。

基于周期信号的频域检测方法研究

在分析周期信号尤其是多频周期信号时,为了得到正确的分析结果,除考虑叠加测量噪声模型及其对测量结果的影响之外,还必须考虑由于时域的离散化而可能造成的频域混叠现象,以及由于采样过程记录的信号样点序列长度有限而可能造成的频谱泄漏现象。因此,在基本矩形窗函数频域检测方法的基础上,对Blackman窗函数的频域检测方法进行了研究。该方法对被测信号在时域加Blackman窗函数,在频域实行内插,可以有效地减小检测过程中信号的频谱泄漏,从而得到精确的测量结果,实验结果证明了该方法在周期信号检测过程中的有效性和先进性。

基于延时复用技术的短时间间隔测量方法

提出了一种基于延时复用技术的新的短时间间隔测量方法.根据基于时-空关系的时间间隔测量原理,将若干延时单元组成延迟链.延迟链的输出被反馈到系统输入端并与输入信号进行单稳态触发逻辑判断,判断结果被重新送回到重合检测电路中去,实现一个延迟链可以多次重复使用的循环检测,扩展了基于时-空关系的时间间隔测量范围,提高了测量系统的稳定性.实验和分析结果表明了该方法的科学性和先进性,其测量分辨率可达到100皮秒至10皮秒量级.结合现场可编程门阵列(FPGA)片上技术,新方案设计的测量系统具有结构简单、成本低廉的优点.

电子电路虚拟实验的构建

虚拟实验是指应用多媒体技术和虚拟技术来仿真实际物理实验的计算机应用系统。本文对电子电路虚拟实验系统的构建进行了探讨 。

基于等效鉴相频率的新型相位噪声测量系统

提出了一种基于等效鉴相频率的新型相位噪声测量系统。利用频率信号间相位差周期性变化的规律,无需频率归一化便可完成相互间的线性相位比对。通过参差鉴相器获取相位差信息,经低通滤波及相关信号处理后得到参考源的压控信号,进而实现相位锁定并在锁定后提取被测信号的相位噪声信息送入频谱分析仪,从而实现了相位噪声的高精度测量。该系统可以用一个参考源完成任意频率信号的相位噪声测量,而且参考源的相位噪声低、频率稳定度高、压控范围宽。实验结果和分析表明了该系统设计的合理性和先进性,与传统相噪测量系统相比,具有测量精度高、电路结构简单和成本低的优点,具有广泛的应用和推广价值。

基于Linux的行情服务系统

证券行情服务系统是用于证券市场的通用计算机系统。实现的模式通常是基于UNIX操作系统的Clinet客户端软件以及小型机硬件平台。提出一种基于Linux操作系统的Browser浏览器及PC服务器集群硬件平台的解决模式,叙述了该解决方案的具体实现过程,并对软件系统的自主性进行了详细的探讨。该系统成本较低,能够脱离开发环境,便于网络运行。分析与实际运行结果表明：该系统具有稳定、可靠等优点。

基于智能测试系统在汽车轮胎中的应用

提出了一种新型汽车轮胎安全智能检测系统的设计方案;把传感器和RF发射器直接安装在轮胎内,采集各个轮胎当前时间的气体压力数据,经调制后再以无线射频信号发射给车厢内的数据接收模块;通过接收器和处理器,能及时准确地检测各个轮胎的压力安全状况,以便驾驶人员作出相应的对策;详细阐述了利用软、硬件实现的几项关键技术,包括控制RF发射器功耗、射频通信、抗干扰措施。

基于射频无线通信的瓦斯检测系统

提出了一种基于射频无线通信技术的瓦斯气压检测系统设计方案;把压力传感器和无线发射装置直接安装矿井内,采集矿井内各时刻不同地点的瓦斯气压数据,采集数据经处理后再以无线射频信号发射给地面监控室内的数据接收器;通过地面接收和处理,能实时准确地检测各个时刻瓦斯气体的浓度及压力状况,以便安全人员作出相应的对策;另外,还详细阐述了实现此检测系统的几项关键技术,包括无线发射器功耗、无线射频通信技术、抗干扰措施等。

电子电路虚拟实验系统的构建

虚拟实验是指应用多媒体技术和虚拟技术来仿真实际物理实验的计算机应用系统。本文对电子电路虚拟实验系统的构建进行了探讨,并讨论了虚拟实验和实际物理实验的关系。

负反馈技术在电涡流传感器检测中的应用

电涡流传感器经常用来检测和控制压力、温度、位移、振动等非电量,但由于受温度特别是高温的影响,使其存在着严重的测量误差。本文提出了一种由深度负反馈组成的闭环电路测试系统,提高了电涡流传感器的稳定性和温漂抑制能力。通过比较空载和加载两种情况下的测试,结果证明了该系统的有效性和先进性。

基于双稳态触发器的逻辑功能研究

双稳态触发器是具有记忆功能的核心逻辑单元,在数字集成电路中发挥着重要作用。采用特征方程法并配合电路结构来研究双稳态触发器的逻辑功能,充分体现了各触发器之间的演变过程、相互联系及转换。