远红外激光干涉仪上数字相位差测量的FPGA实现

远红外(FIR)激光干涉仪是核聚变装置上等离子体电子密度测量的关键设备。为了实现远红外激光干涉仪上电子密度信号的精确测量,设计了应用于远红外激光干涉仪上数字相位差测量算法的硬件层实时处理框架,并基于采样率为20MSPS的AD9269信号采集模块和时钟频率为125MHz下的Xilinx K7系列可编程逻辑阵列器件进行了验证。现场试验结果表明,该数字相位差算法的测量延迟为64μs,最终相位差测量精度可控制在0.1°以内,测量结果的时间分辨率为50ns。

多通道双混频时差测量系统的实现

基于双混频时差技术设计研制了8通道的频率稳定度测量系统,实现了对8路5 MHz或10 MHz频率标准的测量.当频率为10 MHz取样时间为1 s时,系统噪声本底优于2.0 X 10^(-13),取样时间为1000 s时,系统噪声本底优于2.5×10^(-16).不但可以满足原子时标基准原子钟组的内部比对,也可实现对一般频率标准的检定和校准. Abstract： Based on the technique of Dual Mixer Time Difference (DMTD), an 8-channel frequency stabilitymeasurement system has been developed. It realized the measurement of 8-channel 5 MHz and 10 MHz frequencystandards. For 10 MHz frequency, the noise floor is better than 2.0 ×10^(-13)/1 s, 2.5× 10^(-16)/1000 s. It can not only satisfy the internal comparison of time scale ensemble, but also can realize the calibration of normal frequency standards.

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.

相位差测量的FFT法和DTFT法误差分析

对噪声背景下FFT法和DTFT法的相位差测量误差进行了分析。应用误差理论,分别推导出了高斯白噪声背景下FFT法和DTFT法的相位差估计均方根误差的计算公式。针对不同的泄漏误差系数、采样序列长度和信噪比条件,进行了计算机仿真验证,仿真结果与公式计算结果相吻合。理论分析和仿真结果均表明,对于相同的信噪比和采样序列长度,DTFT法的相位差估计均方根误差在理论上为一恒定值,且始终等于FFT法估计误差的理论下限。

一种新颖的铯原子钟频率信号处理的线路技术

针对传统频率信号处理仅把相位处理局限于相同频率标称值的情况,基于相位群同步和群连续的原理,使得相位处理适合于复杂频率信号之间,包括取样时间间隔(相位差)测量、处理和锁相控制等方法来改善原子钟的系统结构.该方法与传统的频率归一化及相位处理的方法相比,在简化系统的频率变化线路的情况下,通过简单的相位群同步的锁相控制,得到的原子钟输出信号有好的准确度和长期稳定度指标,以及优良的短期稳定度和相位噪声指标.

基于时差测量的旋转式被动雷达相位干涉技术

比较了旋转式相位干涉仪与一般单基线相位干涉仪优缺点,建立了旋转式被动雷达导引头相位干涉仪的数学模型,推导出目标瞄准线与导弹中心线的夹角检测公式;分析了单基线相位干涉测角模糊的原因并比较了测时差法相对于测相法的优越性;并对旋转式干涉仪的时差检测方法进行了仿真;提出了一种新的利用光纤真延迟技术完成被动雷达导引头的时差测量方法。从而为旋转式相位干涉仪的研制提供了新的技术途径。

提高超声流量计性能的方法

讨论了超声波测量管道内流体流量的时差法及其性能的改进方法．采用时差相差转换提高时间的测量精度，而用设置测量窗口、脉冲宽度鉴别及双门限相位测量等方法，有效地提高了系统的稳定性和可靠性．

配电网30°相角差线路不停电转供的解决方案及关键分析

针对现实存在相当数量的配电网30°相角差线路的不停电转供难题,提出快速合解环以最大限度缩短环流持续时间、以断路器组顺序控制应对断路器解环拒动问题的解决方案。以实际网络为案例,首先,对故障和正常状态下30°相角差系统的环流特性进行了分析,得出了避免在系统最大运行方式下进行合解环操作则可以不考虑电动效应的结论。其次,对电网主设备热效应的环流允许持续时间、计及故障场景且不影响继电保护的环流越限最大持续时间进行了计算,两者小者可作为断路器组顺序控制的环流持续最大时间限制。然后,揭示了合环点两侧电压合环角、合解环间隔时间需要配合,才能得到最小合环电流。最后,对合解环的操作过电压影响进行了仿真论证,从而为基于高速通信和顺序控制的合解环自动化解决方案提供了关键计算支撑,并得到了试点成功案例验证。

全相位模型估计方法压制磁共振测深谐波噪声应用研究

磁共振测深是当前唯一直接找水的地球物理方法。磁共振测深找水仪探测接收性能灵敏度高,能够接收到纳伏(1 nV=10-9 V)级的NMR信号,但易受到环境电磁噪声的干扰,从而使得磁共振测深解释结果的准确性受到影响,往往不能反演出真实的地下含水层结构。针对这一问题,提出了全相位模型估计方法,对电磁噪声中比重最大的工频谐波噪声进行压制。高精度的谐波建模是建模对消法的关键,本方法利用存在时移关系的两段含噪NMR信号分别进行全相位FFT处理,直接取主谱线的相位值即为相位估值,利用主谱线的相位差可获取高精度地频率估值和幅值估值。与传统FFT相比,全相位FFT具有良好的抑制频率泄露特征。通过仿真实验发现,全相位模型估计法比传统的模型去噪法能够更加精确地找到工频谐波参数,精度提高一倍以上。通过实测数据检验发现,全相位模型估计法能够更好地应对实际噪声复杂多变的情况,有效地压制工频谐波的干扰,提高MRS方法反演解释的准确性。

用整零分测技术精确检测声传播时间

分析了传统声传播时间检测方法──直接时间差法和相位差法的特点,在此基础上提出了既有二者优点、又克服了二者缺点的声传播时间整零分测技术,实现了对声传播时间宽范围、高精度的检测,同时对基于该技术的声传播时间检测系统的硬件软件进行了设计;实际证明,利用该技术所设计的系统对声传播时间的检测精度可达到0.5 ns,通过提高超声波频率和ADC位数,ps级的检测精度也可以达到。

利用GPS载波相位实时测定动态飞行器姿态

本文阐述了利用GPS载波相位信号进行实时飞行器姿态测定的基本思想，建立了整个系统实时确定载体姿态的数学模型；给出了动态整周模糊单差的求解过程，阐明了其物理意义．

时频测量的新技术——相位重合点检测技术

近年来相位重合点检测技术和周期性信号参数测量各种高精度的方法在国内外得到了广泛应用。对这种新技术的基本原理、所派生的频率、周期、相位差和时间间隔测量方法作了介绍。这些新方法测量精度高,测量频率范围宽,设备构成比较简单,在时频测量领域将获得越来越广泛的应用,可能逐渐取代已有的某些测量技术,并可在其它量测量领域获得推广。

一种可移动式科氏流量计实验平台设计与实现

为提高科氏流量计的计量精度,促进相关数字信号处理方法与技术的发展和进口高精度科氏流量计的国产化,设计了一种可移动式科氏流量计实验平台。简述了科氏流量计的基本原理和相关数字信号的处理方法,指明了相关方法的研究趋势。针对研究趋势,分析了科氏流量计实验平台的功能需求,给出了总体设计方案、硬件选型、软件流程和技术指标,重点阐述了数据采集模块（以PLC和NI9234为核心部件）的详细设计,给出了实验平台的初步测试结果。测试表明,该实验平台性能稳定,功能全面,能较好地为开展科氏流量计相关数字信号处理方法研究提供平台支撑。

基于全相位的同频融合分层算法

同频融合算法在处理频率快速变化的信号等应用中具有精度高、抗噪性好的优点,然而该算法实时性较差且精度受相位差测量影响较大。提出了基于全相位的同频融合分层算法,通过设计分层算法以减少多重循环中的冗余计算单元,可在不牺牲精度的前提下成倍降低运算量;采用全相位谱分析法降低相位差测量误差,明显改善了相位差补偿效果。理论分析与对比实验表明,该算法对同频融合过程有显著的改进效果。

燃油流量标准装置测控系统开发

利用PLC、PC和单片机开发的燃油流量标准装置测控系统,最大限度地挖掘了标准装置检定校准燃油流量传感器的能力,保障了航空发动机试验数据准确可靠,在实际使用中取得了很好的效果。

智能社区下基于RTK技术的室外机器人定位导航方法

在智能社区环境下,借助Googel二维地图,采用模式匹配将地图中机器人活动范围部分转换为栅格地图,利用实时动态载波相位差分技术对机器人进行定位,然后采用对应比例将定位坐标与栅格地图坐标信息进行转换,实现机器人在栅格地图上的定位,以达到对机器人定位导航的目的;为保障机器人安全巡逻,采用倾斜向下安装的激光检测一个倾斜面,兼顾机器人前方与激光位置下方区域,获得更好的检测效果。通过实验验证:经过转换的二维地图与采用实时动态载波相位差分技术的定位误差在可接受范围,且机器人能顺利的实时避障,试验验证了该方法的可行性。

相关分析技术在工程测量中的应用分析与研究

相关分析法是信号分析和工程测量中重要的技术方法。通过理论分析和数学仿真研究了两种相关法测量———相差法相关测量和时差法相关测量的理论基础和适用条件。相位差法相关测量要求源信号为单一频率的简谐信号 ,适宜测量较小的时差。时差法相关测量要求源信号为非单一频率的宽频带信号 ,适宜测量较大的时差。源信号的带宽越宽 ,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。

三相交流电源信号发生模块的设计

本文介绍了一种低成本、高性能的三相交流电源信号发生模块的设计方法。根据DDS原理,在CPLD内构建逻辑,通过外部RAM的分时复用产生了三路频率变化范围为30 Hz～15 kHz、幅值变化范围为0～20 V、相位可调范围为0°～360°的同步正弦信号,同时对输出的三相正弦信号进行实时反馈监测,从而进一步提高了输出的精确度。可根据需要对该模块的输出信号进行功率放大,然后通过监测功放的输出信号调节偏差,保证输出精度。

0～±180°相位差测量电路的组成与应用

一种用异或门及D触发器组成的0～±180°相位差测量电路,能够测量两个同频率的交流量的相位差及其相位关系。该电路可应用于并联逆变器恒反压时间的调频控制。

载波相位差分技术在山地道路测量中的应用浅谈

在野外实时测量中,载波相位差分技术具有实时性好、精度高、速度快等优点,在道路勘测与放样方面与常规测量相比具有明显的优势。从GPS-RTK技术的软、硬件环境,工作模式,数据处理,技术特点及精度影响等方面进一步探讨其在道路工程测量中中桩放线与纵横断面测量的应用。