面向CMUT换能器的驱动电路设计与优化

电容式微机械超声换能器(CMUT)具有良好的电声特性、体积小、容易制作阵列等优势,在医学和船舶领域具有广泛的应用前景。论文针对自主研制的一种密排结构CMUT超声换能器的驱动需求,设计了基于FPGA和以MAX14808芯片为核心的驱动电路。用该电路产生方波脉冲,在单端时钟、差分时钟、透明模式下进行了相差角、延迟时间、CMUT收发测试,比较了优缺点。测试结果表明,驱动电路的输出与INP1/INN1输入之间的相差角一致、单端和差分时钟模式下输出与INP1/INN1输入之间的延迟时间差距较小。收发测试时,接收信号随着距离的增加呈指数型衰减,随着输入电压的增加基本呈线性增加且有较小弧度,单端时钟模式的稳定性最好。驱动电路的时钟模式设计,能够重新同步主控芯片的所有数据输入,以减少与FPGA输出信号相关的相位噪声。论文为水下和医疗的超声成像系统提供了硬件支持,为CMUT测试研究提供方法。

核子钟技术研究动态

原子核跃迁的新型时钟——核子钟具有重要的研究价值,其原理是利用原子核跃迁产生的电磁波频率对时间进行精确计量。目前,最有希望用于核子钟的原子核被认为是^(229)Th核的第一激发态^(229m)Th。如何将^(229)Th核激发至第一激发态与获得第一激发态^(229m)Th的参数是目前的研究重点。最新激发态能量的测量数据为E_(is)=8.28±0.17 eV,对应于直接光激发^(229)Th至^(229m)Th所需的光波长为149.7±3.1 nm。这对激发态的直接激光激发提供了数据参考。除直接激光激发外,电子桥激发也是一种值得考虑的间接激发方式。同时,介绍了核子钟技术的一些潜在应用,如秒的新定义、研究基本常数的时间变化和暗物质探测等。

继电保护中光纤通信技术应用

结合高压线路保护装置光纤电流差动WXH-803光纤接口,对高压线路继电保护中光纤通信系统进行了分析,特别研究了光纤通道的专用方式、64 Kbit/s复用方式和2 Mbit/s复用方式等连接方式的通信体系结构,以及在以上3种连接方式下光纤通道通信性能的各种影响因素,其中包括光端机及复用设备的时钟方式、光接收功率、光发送功率、光饱和功率、通信通道裕度、电磁屏蔽措施和设备匹配等关键技术并对其进行了分析探讨,最后对继电保护光纤通信应用中通道连接状态进行了介绍,并总结了常见问题的简单处理方法。

基于注入锁模光纤激光器的OTDM时钟提取技术实验研究

提出了一个新的全光时钟提取方案 :用非均匀复用后的OTDM信号去驱动主动锁模光纤环行激光器中的调制器件 ,得到复用前的单路时钟光脉冲 ,并且成功地从 2×10Gb/sOTDM信号中提取出

微机键盘通信方式及其编程

介绍微机键盘与主机之间的通信方式、通信过程中数据线和时钟线的时序。

基于AD7711的高精度温度传感电路设计

主要对由AD7711组成的数字温度计硬件和软件进行了探讨和研究,内容包括AD7711的特点,内部时序和外部接口,详细说明了AD7711的功能特点和工作方式,简要论述了其在RTD高精度温度测量中的应用。并给出了数据采集系统中AD7711与单片机的接口方法,包括硬件接口电路和软件程序设计。并列出了部分汇编源程序。

数字化变电站对时方案分析

详细分析了SNTP、IRIG-B、IEEE1588三种时钟同步方式的原理及特点,并总结了其优点和缺点。在研究了数字化变电站网络拓扑结构的基础上,按照站控层、间隔层和过程层分层讨论数字化变电站的时钟同步网络,结合三种时钟同步方式的特点,为新建变电站推荐时钟同步网络的建设方案,建议在站控层网络采用NTP协议,在过程层采用点对点连接方式时推荐采用IRIG-B,而组网的情况下建议采用IEEE1588,并建议过程层推广应用IEEE1588时钟同步协议。

等幅均匀复用OTDM信号的单路和群路时钟提取

提出了针对等幅均匀复用的光时分复用信号进行全光时钟提取的一种新方案,理论上分析了该方案的可行性,并给出了各次谐波时钟频率分量大小的表达式.实验上利用该方案成功地从等幅均匀复用的8×2.5GHz信号中提取出了2.5GHz单路时钟和20GHz群路时钟光脉冲.此技术可应用于高速OTDM信号的时钟提取.

SPI接口协议在DSP中的应用

针对TMS320C5000系列DSP的多通道缓冲串口(McBSP)的特点,介绍了McBSP的结构,说明了如何利用SPI实现DSP与其它设备间的通信。

一种扩展的片上实时调试系统设计

提出了一种为不支持调试模式的CPU扩展调试功能的系统设计方法。该方法在保持原CPU结构性和完整性的情况下,在片上增加了CPU监视/运行分析模块、调试控制模块、时钟/复位管理和JTAG兼容的调试访问接口,用较少的硬件开销实现了指令/数据断点、单步、运行/停止、CPU复位、查看CPU核心寄存器、读取/修改外部存储器以及在线编程等功能,且调试命令的设置和执行完全独立于CPU,保证了CPU运行的实时性。

基于LTC1865和McBSP的高速串行数据采集系统设计

介绍了16位串行模数转换芯片LTC1865与TMS320C2812芯片的多通道缓冲串口(McBSP)的工作原理。采用McBSP的时钟停止工作模式,将LTC1865通过光耦与McBSP直接相连,从而实现高速串行数据传输。

SOA注入锁模光纤环激光器时钟分频的实验研究

对半导体光放大器(semiconductor optical amplifier:SOA)注入锁模光纤环激光器的时钟分频现象进行了实验研究,重点分析了注入重复频率为5.7 GHz和11GHz的时钟分频现象,并对注入信号功率、SOA偏置电流以及滤波器中心波长对时钟分频的影响进行了讨论,提出提高注入信号源及激光器腔长的稳定性是精确实现时钟分频的关键因素.

新型小铷钟微波腔谐振特性的研究

采用模匹配法对一种陶瓷介质填充的圆柱谐振腔TE011、TE111模的谐振特性进行了理论分析和软件仿真.计算了该种谐振腔的谐振频率,并与其他理论方法得到的仿真结果进行了比较,验证了理论方法的正确性.在此基础上,分析了陶瓷介质尺寸对谐振频率的影响.与目前铷钟广泛使用的微波腔相比,该种谐振腔腔体的体积在很大程度上得到减小,这对于铷原子钟小型化的实现具有重要的作用.

基于C/S模式的多水下机器人仿真平台网络通信研究

文章研究了基于客户端/服务器(C/S)模式的多水下机器人仿真平台中网络通信的关键技术。文章介绍了该仿真平台的结构和功能,分析了仿真平台的信息流向和通信特点,在此基础上,提出了适合该仿真平台应用的网络通信协议和时钟同步方案,并详细讨论了Windows和QNX两种不同操作系统上的应用程序之间进行网络通信的实现方法。

非等幅OTDM信号的全光时钟提取

理论上推导了非等幅均匀复用的OTDM信号中时钟分量与各路脉冲幅度的关系式,并分别从频域和时域的角度给出了利用以半导体光放大器(SOA)作为调制器的锁模光纤激光器进行时钟提取的物理机制,对时钟提取的物理过程给出了形象解释 实验上通过利用锁模光纤激光器成功地从非等幅均匀复用的8×2. 5GHzOTDM信号中提取了2. 5GHz单路时钟和20GHz群路时钟光脉冲 利用该方案提取的时钟脉冲稳定性好,对偏振态不敏感,是较理想的时钟源

星载铷钟的故障模式及影响分析

星载铷钟在许多空间系统中起着重要作用,要求其具有高的可靠性。阐述了故障模式及影响分析在星载铷钟可靠性设计中的重要作用,介绍了星载铷钟的基本原理和结构简图,依据星载铷钟的功能将其划分为6个子系统,在此基础上进行了故障模式及影响分析,并给出了物理泵体子系统的部分FMEA结果。

星上系统时间算法研究

针对星上缺乏系统时间会出现钟差整体漂移的问题,本文提出两种新的钟速初值预报方法建立集中处理模式下星上系统时间算法:用每颗星第1天的前两历元的钟差预测钟速初值和用每颗星每天的前两历元钟差预测钟速初值。仿真结果表明,算法合理,两种方法得到的自主系统时间与国际全球导航卫星系统服务时间(IGST)相比,60天的偏移程度均在100 ns以内,用每颗星第1天的前两历元的钟差预测钟速初值建立的系统时间稳定性更好。

DDN高速数传异常原因分析

DDN节点担负着航天试验任务试验信息、指挥调度及日常通信的数据复接、交换和传输任务。针对某次试验任务中,某节点向指控中心进行高速数据传输时所出现的异常问题,根据当时及事后所做的问题排查及验证工作进行了整理、归纳和分析,得出了初步结果,并提出了解决该问题的相应措施和方法。

利用模清洁器实现锶光钟的光晶格光源强度噪声的抑制

利用模清洁器过滤高频噪声的特性,对锶原子光钟的光晶格光源—813nm半导体激光器的强度噪声进行抑制。首先对模清洁器腰斑和激光器腰斑之间的匹配透镜参数进行理论计算,通过模式匹配,得到模清洁器的反射信号和透射信号。然后利用pound-drever-hall(PDH)边带稳频技术将模清洁器锁定于激光频率上,由模清洁器透射出的激光强度噪声被抑制。利用一对平衡零拍探测器对经过模清洁器前后的激光器强度噪声进行测量。结果表明,未经过模清洁器的激光强度噪声在分析频率30MHz内无法达到散粒噪声极限,经过模清洁器后,激光强度噪声在约8MHz达到散粒噪声极限。通过强度噪声抑制,可使813nm半导体激光器用于锶冷原子光晶格装载实验,并且减小了光晶格噪声对势阱囚禁冷原子的影响,有利于下一步的钟跃迁谱探测实验。

一种基于插值和卡尔曼滤波的接收机钟差预测方法

针对多模多频接收机面临同时处理大量数据的压力,提出了一种基于插值和卡尔曼滤波的接收机钟差预测方法。插值方法分别用拉格朗日和三次样条,三次样条端点的一阶导数采用"差分法代替求导法"来确定。首先由插值方法得出每隔1 s的卫星坐标、速度、钟差、频漂和伪距测量值,然后基于单星授时方法计算出静止接收机钟差,接着用卡尔曼滤波算法对接收机钟差和频漂进行预测,最后将预测的接收机钟差与加拿大空间参考系统(CSRS)提供的精密接收机钟差数据进行比较。结果表明,拉格朗日插值由于存在龙格效应,其接收机钟差的抖动幅度比三次样条略大,它们与CSRS钟差数据相比,均方根误差在3 ns之内。