HOTCAP:a new software package for high-speed oscilloscopebased three-dimensional bunch charge and position measurement

A software package to be used in high-speed oscilloscope-basedthree-dimensionalbunch-by-bunch charge and position measurement is presented.The software package takes the pick-up electrode signal waveform recorded by the high-speed oscilloscope as input,and it calculates and outputs the bunch-by-bunch charge and position.In addition to enabling a three-dimensional observation of the motion of each passing bunch on all beam position monitor pick-up electrodes,it offers many additional features such as injection analysis,bunch response function reconstruction,and turn-by-turn beam analysis.The software package has an easy-to-understand graphical user interface and convenient interactive operation,which has been verified on the Windows 10 system.

运用智能手机APP Oscilloscope优化中学物理教学——以"声音的特性"的教学设计为例

以"声音的特性"的教学设计为例,介绍应用智能手机APP Oscilloscope优化中学物理教学,利用Oscilloscope显示声音不同的响度、音调、音色对应的波形图,实验效果明显,是一次成功的教学实践活动.

用数字示波器探究光磁共振实验中反常共振信号的机理

本文根据拟合得到的gF因子大小,确定了光磁共振实验中的反常共振信号;用数字示波器测量了反常共振射频信号的频谱,计算了反常共振射频信号各高次谐波的大小;通过线性拟合,得到了正常共振信号幅度与射频信号幅度的关系。利用此关系,计算了各高次谐波产生的反常共振信号大小,计算结果与测量值基本一致。频率计连接射频信号源后,射频信号波形和频谱发生明显变化,反常共振信号随着射频信号频谱的变化发生相应改变,进一步证明了反常共振信号由射频信号的高次谐波共振所引起。这些结果表明,用数字示波器探究光磁共振实验中反常共振信号的机理不仅可行,还能定量估算和预测射频信号波形对反常共振信号大小的影响。

三种石英晶体谐振器频率测试方法对比分析研究

测试石英晶体谐振器频率的传统方法有间接计算法、信号源起振法和网络分析仪法,三种方法各有大的缺陷。根据石英晶体谐振器频率的特点,提出三种新的测试方法:示波器测试法、频率计测试法和频谱仪测试法。这三种方法在基本测试原理、设备配置要求、测试精度和适用环境等方面存在差异。对三种方法的优缺点进行了详细比较,并针对不同应用条件提出了选用建议:如果只单纯测量石英晶体谐振器频率,选用频谱仪测试法;如果需要测量频率的同时还需要知道频率的特性等内容,宜选用频率计测试法;示波器测试法则可用在对石英晶体谐振器频率定性的粗测。此外,还根据各自的优势探讨了仪器协作测试的可能性。

基于FPGA的便携示波器应用研究与设计

波形分析是电子产品开发、设计与维修中非常重要的手段,FPGA在实时性、稳定响应和并行处理等方面有突出优势,在高速高精度信号采集与处理中使用FPGA是当前发展的重要趋势。基于FPGA进行便携示波器的应用研究与设计,实现性能与便携性在应用上的兼顾;使用FPGA进行数据的实时处理,对外围设备进行直接驱动,使用简化的数据存储和处理流程,将AD采集的原始数据直接存储并直接传递到屏幕,计算参数的电路相对独立于数据采集与波形显示,提高了系统整体可靠性和实时性.

数字示波器中FPGA间高速信号传输同步方法

数据采集系统是数字示波器(DSO)的核心组成单元,随着示波器带宽采样率的逐步提升,单片模数转换器(ADC)+现场可编辑门控阵列(FPGA)的架构难以满足超高速以及多通道的应用场景,因此,高端示波器中数据采集系统普遍采用“主从”FPGA控制架构。在该架构下,多个FPGA之间信号的同步传输是实现采集系统的同步和精确采集的重要前提。针对多FPGA板卡之间的信号同步传输问题,提出了一种FPGA之间高速信号同步传输的方法,借助FPGA的IODELAY单元,通过测试数据训练找到最稳定的同步传输区间,实现多FPGA之间的同步传输。在自研的数字示波器上的实验表明,该方法能够有效实现FPGA之间高速信号的同步传输。

一种用于宽带取样示波器的幅值校准方法

取样示波器采用顺序等效采样原理,可以实现对高速稳定信号进行采样、波形恢复、信号质量分析等,在高速通信、信息对抗等领域有广泛应用。但作为取样示波器核心器件的取样器,采用双肖特基二极管对称结构,因器件、布局布线等非对称性,导致差分输出的两路信号存在偏差等,造成测量波形的不准确。为更加准确地重建被测信号的真实值,提出一种基于最小二乘法的二进制幅值校准方法。通过实验验证,此方法能够准确计算校准系数,实现对幅值的校准,相对误差在1%以内,并且在采样点数较少的情况下仍然适用。结果表明,此方法可以用于宽带取样示波器的幅值校准。

逐束团三维信息提取软件HOTCAP的实时性能优化

为了研究高能电子加速器储存环中的注入瞬态过程及束流不稳定性问题,上海光源束测组开发了可实现逐束团三维位置和电荷量的精确测量的宽带示波器信号处理软件包HOTCAP。但该软件包未特别针对数据处理速度进行算法和代码执行效率的优化,完成单次测量数据的处理分析所需时间达到数十分钟量级,不能完全满足实时测量的需要。为解决这一问题,对HOTCAP软件包各功能模块进行了运行效率测试及算法优化,优化后单次测量数据处理时间缩短10倍以上,可满足高能电子储存环状态的实时监控与数据在线发布需求。

利用示波器测量μ子寿命

μ子是地球表面的主要宇宙射线,可以通过碘化钠等常见闪烁体探测器进行探测.本文介绍了一种利用高采样率的示波器对探测器所捕捉到的μ子信号及其衰变信号进行数字化采集、线下软件分析的实验方法,进而得到μ子寿命.本实验操作相对简单,可以在不使用放射源和传统核电子学的情况下,拓展为近代物理或专业物理实验中的一个粒子探测前沿项目.

预制裂纹对X70管线钢冲击韧性和断裂机制的影响

随着管线钢应用逐渐增加,预防裂纹的扩展研究作为管线钢结构性能的研究重点而备受学者关注。本试验采用疲劳方法预制裂纹缺口,利用示波冲击试验,测试其与常规V型缺口在不同温度下对X70管线钢韧性的影响。结果表明,相较于常规V型缺口冲击试验,预制裂纹缺口的韧脆转变温度提高了约44℃,更贴近GB/T 20801.2—2020《压力管道规范工业管道第2部分:材料》规定的最低使用温度,在温度值的确定上提供了科学参考。通过对预制裂纹扩展过程中特征参数和宏微观断口形貌的分析研究,结果表明,裂纹扩展随着温度降低表现出一定的规律性,为基于示波冲击试验预测断裂机制提供了一定的参考依据。

基于STM32掌上多功能数字示波器的设计

设计以STM32F103处理器为核心,搭载嵌入实时操作系统,实现示波器、简易信号发生器和电子相册的功能。通过滤波和插值算法有效地消除了脉冲干扰,通过信号处理模块对输入信号进行衰减、阻抗变换、程控放大等处理,实现测量波形参数准确稳定。测试表明,该系统运行可靠、性能稳定、波形信号精准度高,可以实现便于携带和低成本的要求。

基于OBE理念的大学物理实验课堂教学实践——以“示波器的使用”为例

以成果导向引导的课堂教学模式具有很强的实用性和先进性,既能体现“以学生为中心”的教学理念,又能提高教学设计的目的性和教学目标的达成情况,可以有效解决传统实验课堂教学中存在的问题.本文以“示波器的使用”为例,探讨了基于成果导向模式的大学物理实验课程教学设计,强调“以学生为中心,以成果为导向”的教学理念,并保持持续改进的实施.实践证明,基于“成果导向”模式的课堂教学能够有效调动学生学习的积极性和主动性,提升学生能力和素质.

基于多总线的示波器智能检定系统的设计

本文设计了一种利用Python编程语言实现的多总线示波器智能检定系统,通过识别品牌型号,智能计算最大带宽、通道数,并通过自动化校准过程,将原本耗时2h的单通道校准时间缩短至12min。同时,为了增加设备的可扩展性,采用了配置文件,使用户可轻松添加新的示波器,且无需编程。此外,对一种新的示波器校准信号的自动校准方法进行探讨,并与检定规程中的方法进行比对。结果表明:该方法无需人工调整设备,且结果更快速、准确、客观。

动车组牵引电机轴温传感器受异常干扰的调查案例研究

电动机是动车组电能与机械能相互转换的主要设备,文章详细介绍了鼠笼式电动机以及温度传感器的接地回路、工作原理。为了监控电动机的运行状态,电机壳体上安装了温度传感器,实现电机温度实时监控。文章对一起动车组牵引电动机温度传感器的典型故障进行了调查分析,通过逐步更换相关部件,以及对传感器信号电路加装示波器的方式,监测干扰信号,从而查找到故障点,并对干扰路径进行分析,制定相应的处理措施。

基于示波器的相位调制信号频率测量方法

在低成本的前提下,针对示波器测量中低频相位调制信号的频率,提出3种频率测量方法。时域频率测量法在时域上通过测量周期得到信号频率;频域频率测量法在频域进行FFT得到信号频率;平均采样频率测量法在时域对信号作时域平均再测量周期得到信号频率。通过原理分析和试验对比,解决了基于示波器测量相位调制频率误差大的问题。结果表明,平均采样频率测量法为相位调制信号示波器频率测量的最优方法。

IEEE 1057数字波形记录仪标准的发展述评

详细介绍了IEEE Std 1057数字波形记录仪标准历次版本的技术参数变化,探讨了其所涉及的13类指标特性划分的思想意图,对其所使用的6种基本方法进行了分析与阐述。同时,讨论了标准中仍然存在的一些问题及不足,包括时基误差、多通道同步、绝对延迟、触发参数误差、正弦拟合收敛性等问题,并对该方向未来的发展进行了展望。

Matlab软件在数字示波器实验中的应用

用matlab软件分别模拟了相互垂直不同频率的两个简谐振动在一个周期过程、初相相同而初相位差不同、初相不同而初相位差相同以及初相位差在一个周期变化四种情况下的李萨图,从模拟图上可以看出李萨图的运动轨迹过程,李萨图与两个信号的初相、初相差均有关系,初相位差随时间做周期性变化,合成的李萨图也做周期性变化。

基于某款量产乘用车的CAN总线技术分析

以汽车技术赛项技能大赛的使用车辆大众迈腾为例,以保有量大、具备典型的汽车通信方式CAN总线技术类型为依托,分析了实训车辆的总线技术特点,选取典型的CAN线故障进行诊断分析,以期为从业人员深入学习总线技术提供一定的帮助。

数字示波器语音识别

示波器广泛应用于大学物理实验教学中,相较于传统的模拟示波器,数字示波器将输入模拟信号转换为数字信号进行显示。设计了一个新的使用数字示波器进行人声音识别的综合性实验。实验中把压电陶瓷片贴于测试者的喉部靠近声带处,声带的振动转换为电信号后,使用数字示波器解析测试者的声音特征。在此基础上建立了含多个测试者的语音样本数据库,通过对于测试者声音频率的比对实现了对特定测试者的语音识别。该实验拓宽了示波器的实验教学内容,取得了良好的教学效果。