一款K及KU波段混频环的设计与实现

设计并制作了一款K及KU波段混频环。该混频环主要由主环电路、副环电路组成;主环功能为产生16~20 GHz、步进为100 MHz的本振信号;副环功能为产生14~17 GHz、步进为1 GHz的射频信号。副环通过梳谱倍频的方式产生,具有较低的相位噪声。测试结果表明,混频环的输出频率为16~20 GHz,步进频率为100 MHz,相位噪声为-111 dBc/Hz@1 kHz,杂散为-60 dBc。该混频环能够满足电子系统的低相位噪声与低杂散应用需求。

社区低频声环境的自然声混合掩蔽研究

为了应对无法消除的社区低频声环境影响,声掩蔽技术被用来提高区域声环境的主观感受。为此,该研究以自然声信号为掩蔽信号,通过主观评价试验分别探究了单独和混合自然声掩蔽对低频声环境质量的改善效果和影响因素。首先通过主观评价试验筛选出了具有良好掩蔽效果的流水声、鸟鸣声和树叶摩擦声,然后将流水-鸟鸣和流水-树叶摩擦声按不同的能量比例进行两两混合并进行了掩蔽试验。研究结果表明,同等声压级下的混合掩蔽效果与自然声能量占比呈显著的线性相关,即适当提高掩蔽效果更好的自然声信号能量比例,能够提高混合掩蔽的掩蔽效果。混合掩蔽声的等效连续响度与混合掩蔽效果之间存在显著的线性关系。非声学因素研究表明,性别对掩蔽效果没有显著的影响,而耳机使用频率对掩蔽效果存在显著的影响。

基于谐波混频的X波段频率源设计

为实现高分辨率、低相位噪声、高杂散抑制、小体积、低成本的X波段频率源,同时解决传统锁相环频率合成频率分辨率低和直接数字式频率合成输出频率低的问题,提出了一种基于谐波混频和小步进锁相环改善相位噪声和频率分辨率的X波段频率源设计方法,采用了谐波混频输出粗步进射频信号与HMC830LP6GE锁相环输出细步进混频环的构架,降低模块的鉴相比并固定为1:1。实现了X波段频率源输出频率范围为8 GHz~12 GHz,幅度大于13 dBm,模块频率步进为1 MHz,杂散抑制优于60 dBc的特性,且相位噪声优于-115 dBc/Hz@10 kHz。该频率源具有跳频步进小、体积小、杂散低、相位噪声低等诸多优点,能够适用于各种需要小型化、低相位噪声、低杂散X波段频率源的应用场景。

用最优谐波小波包变换抑制局部放电混频随机窄带干扰

在进行电气设备局部放电(partial discharge,PD)在线监测中,当多个随机周期性窄带干扰的频率位于传感器监测频段内部时,会严重影响监测的可信性和准确性,然而目前缺乏有效抑制此类干扰的方法。为此,利用谐波小波具有严格盒形频谱特性的优点,提出一种基于最优离散谐波小波包变换的PD去噪新方法,将不同频率窄带干扰的能量分别集中在单一的子带内,用分解后子带香农熵比值的大小来确定包含各窄带干扰的子带,只要将对应的小波系数置零后重构就能得到去除窄带干扰后的PD信号,克服了离散小波包变换子带间存在频谱泄漏的缺点,实现了对PD监测信号的自适应优化分解。通过对仿真和实测PD信号频带范围内含有的混频随机窄带干扰进行去噪处理,并与离散小波包变换去噪结果进行对比分析后表明,最优离散谐波小波包变换对PD信号去噪后的能量损失和波形畸变较小,有利于后续对PD信号的模式识别,可以解决干扰频率位于监测频段内难于抑制的难题。

混流泵压力脉动特性及其对流动诱导噪声的影响

为了研究不同工况下混流泵内部压力脉动特性及其对流动诱导噪声的影响,基于RANS方程和SST k-ω湍流模型,对混流泵进行非定常数值计算,在此基础上取叶片表面非定常压力脉动作为声源,采用间接边界元法对由叶片旋转偶极子源所引起的外场噪声进行数值计算。结果表明:混流泵叶轮进出口处的压力脉动幅值均是沿着轮缘到轮毂逐渐减小,叶轮进口处压力系数的最大值是出口处的2倍;沿着蜗壳周向,隔舌部位处压力脉动最为剧烈,随着监测点的位置远离隔舌,其压力脉动情况逐步改善;不同工况下,混流泵内各处的压力脉动主频均保持叶片通过频率不变;混流泵叶轮和蜗壳之间的动静干涉作用是引发流动诱导噪声的主要原因;流动诱导噪声的主频是由压力脉动主频以及泵体结构的固有频率综合决定的;不同工况下,混流泵内部压力脉动程度越强,该工况对应的流动诱导噪声辐射水平越强。该文对混流泵机组的稳定运行以及流动诱导噪声的控制提供了参考。

北京市3种配置模式绿化带降噪效果的空间变化规律

为明确不同配置模式绿化带对噪声衰减效果的空间变化规律,以北京市的刺槐(Robinia pseudoacacia Linn.)纯林(代表阔叶纯林)、刺槐-小花溲疏(Deutzia parviflora Bunge)混交林(代表阔叶混交林)和侧柏[Platycladus orientalis(Linn.)Franco]-圆柏[Sabina chinensis(Linn.)Ant.]混交林(代表针叶混交林)3类绿化带为研究对象,设置不同高度、距噪声源不同水平距离和不同噪声频率3组变量,对3类绿化带的降噪值进行比较分析。结果表明:3类绿化带的降噪效果由高至低依次为针叶混交林、阔叶混交林、阔叶纯林。在不同高度和距噪声源不同水平距离处,3类绿化带对不同频率噪声有各自的降噪优势;其中,在高度0.5和1.5 m处,阔叶混交林对250~1 000 Hz噪声的衰减效果总体上优于阔叶纯林,而阔叶纯林对4 000 Hz的噪声衰减效果却优于阔叶混交林,并且,针叶混交林对250、500、1 000和8 000 Hz噪声的衰减效果总体上优于阔叶纯林;整体上看,在距噪声源水平距离超过10 m处,3类绿化带对125~1 000 Hz噪声的衰减效果最优。相关性分析结果表明:3类绿化带的降噪率与噪声频率呈负相关,与距噪声源水平距离和单位面积三维绿量总体上呈正相关。其中,在高度0.5、1.5和2.5 m处,3类绿化带的降噪率与噪声频率和距噪声源水平距离总体上显著相关;而在高度0.5和1.5 m处,3类绿化带的降噪率与单位面积三维绿量总体上显著相关。从3类绿化带的降噪规律看,在距噪声源水平距离相同的位置,高度越低,绿化带的降噪值越大,其中高度2.5 m以下绿化带的降噪值均较大;在相同高度上,距噪声源水平距离10和15 m处3类绿化带的降噪值总体上较大,但在距噪声源水平距离15和20 m处针叶混交林的降噪值明显大于其他2类绿化带。根据上述研究结果,建议绿化带宽度应在10 m以上,在配置绿化带时,应选择分枝点低、枝叶密度大的树种,且在不影响树木生长的条件下尽量密植并适度配置灌木。

局部放电在线监测中混频周期性窄带干扰的抑制

为抑制局部放电在线监测中的周期性窄带干扰,在分析局部放电信号与周期性窄带干扰的小波功率谱特点基础上,发现多频混合周期性窄带干扰会在小波功率谱的不同位置产生幅值很大的干扰功率峰。为此,提出一种基于小波功率谱抑制混频周期性窄带干扰的方法,阐述利用小波功率谱抑制混频周期性窄带干扰的基本原理和步骤;同时对经典的阈值法作了改进,采用K-均值阈值算法来改进阈值法对窄带干扰频率的自适应性。仿真结果表明,该方法具有较好的自适应性,对混频周期性窄带干扰具有较强的抑制能力。

探地雷达信号的EEMD时域分析方法

经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法不能解决探地雷达信号的混频现象,文章提出了探地雷达信号时域集合经验模分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)分析方法。通过分析可知,EEMD方法可以克服EMD方法的模态混频现象。文中由时域有限差分(finite difference time domain,FDTD)方法正演出探地雷达模型的信号,利用EEMD方法分离探地雷达特征模量,并对不同的特征模量进行分析,将受到白噪声干扰的探地雷达正演信号通过EEMD方法去噪,结果表明去除干扰效果显著。

基于四阶混合平均累计量的矩阵束算法在低频振荡在线辨识中的应用

广域测量系统(wide area monitoring system,WAMS)的发展为电力系统低频振荡在线辨识奠定了基础。WAMS采集的信号含有高斯白噪声,经低通滤波处理后会产生高斯色噪声,因此会对模式识别的准确性产生不利影响。针对这一问题,提出以实测信号的四阶混合平均累计量(fourth-order mixed mean cumulant,FOMMC)的对角切片来代替实测信号,并结合矩阵束(matrix pencil,MP)算法对振荡模式进行识别的方法。仿真结果表明,FOMMC-MP算法能够有效从色噪声环境中辨识出系统主导模态。

改进的EEMD方法及其在滚动轴承故障诊断中的应用

针对集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)方法只考虑了噪声的幅值对分解结果的影响,而且添加的白噪声不能完全中和的问题,通过分析噪声的最大频率对分解结果的影响,提出一种改进的EEMD方法。将总体平均次数固定为2,然后对信号添加最大频率和幅值不同的噪声进行分解,遍历之后由分解结果的正交性系数判断分解效果,将正交性系数最小的作为最终分解结果,同时结合补充的EEMD(Complementary EEMD,CEEMD)方法降低残余噪声对分解结果的影响。通过仿真信号和实测信号分析,结果表明改进方法在抑制模态混淆和故障诊断方面较原始方法有一定优势。

一种新型低噪声真空微电子加速度计的接口ASIC(英文)

真空微电子加速度计基于隧道效应而工作,其内部固有的低频噪声(如1/f噪声)大大降低其信噪比,而且也是影响精度和线性度的主要因素。采用混频技术和相关检测算法,本文研制和设计了一种新型低噪声接口ASIC(专用集成电路)。最后测试了加速度计的噪声和线性度,在0～200 Hz范围内输出信号平均噪声密度为69μV.Hz-1/2,线性度相关系数为99.99%,最大的非线性度为0.41%。通过实验结果可以看出该电路能大大改善加速度计的噪声特性和线性度,而且该电路设计思想能用于其它隧道效应加速度计。

一种超低相位噪声宽带频率合成器的设计

基于对双环频率预置技术和谐波混频技术的理论分析,将混频锁相合成方式与高次倍频合成方式相结合,采用鉴相极性可变的非常规设计,提出一种宽带小步进超低相位噪声频率合成器的低成本实现方案,并对合成器的相位噪声和杂散抑制指标进行了理论分析。试验证明,在8 GHz输出频率下,方案实现了低于-132 d Bc/Hz@10 k Hz的相位噪声和70 d B以上的杂散抑制性能。对宽带超低相位噪声频率合成器的设计具有借鉴意义。

超宽带低相噪频率合成器的实现

介绍了1种频率范围4～16GHz，步进1MHz的超宽带、小步进、低相噪频率合成器的实现方法。通过混频式锁相环方案。大大降低了环内分频比，选用低相噪器件，以度采用了梳状谱发生器代替传统的大步进环等措施，使输出实现了低相噪指标。在16GHz输出时，相位噪声指标小于-90dBc／Hz（@ 10kHz）。并通过对合成器指标的分析，阐述了在混频环设计过程中需要注意的一些问题。

一种超宽带超低相位噪声频率综合器

为了解决直接频率合成方法频带拓展困难和锁相频率合成方法相位噪声附加恶化严重的问题,设计了一种联合直接模拟频率合成和锁相频率合成的混频锁相频率综合器.该频率综合器采用梳谱发生器激励超低相位噪声的偏移信号后,再将该信号插入锁相环进行环内混频,降低鉴相器的倍频次数进而优化输出信号的相位噪声,同时解决了超宽带混频锁相环的错锁问题.该文设计的频率覆盖范围为12~24 GHz、步进为100 MHz的超宽带频率综合器实验测试表明:频率综合器在低频段12 GHz处相位噪声优于-116 dBc/Hz@1 kHz,在高频段24 GHz处相位噪声优于-109 dBc/Hz@1 kHz,相位噪声指标与直接模拟频率合成方法相当,均优于传统锁相方法20 dB以上.本文混合频率合成方法具有超宽带和超低相位噪声的优点,可以用于高性能的电子设备和系统.

宽频带、高镜像抑制度混频器

介绍的这种宽频带、高镜像抑制度混频器具有变频损耗小、镜像抑制度高、路间隔离度大、驻波系数小、体积小（５０ｍｍ × ４０ｍｍ × ２０ｍｍ）、工作温度范围宽及可靠性高的特点。

基于IEWT和噪能转移SR-MLS反演识别技术的低频振荡信号分析

电力系统低频振荡信号是典型的多分量混噪信号,特征提取较困难。为此,采用基于顺序统计滤波原理(order statistics filter,OSF)平顶上包络的改进经验小波变换算法(improved empirical wavelet transform,IEWT)和随机共振—移动最小二乘(resonance-moving least squares,SR-MLS)反演识别技术相结合的方法实现对振荡信号的特征分析。IEWT结合了小波分析的完备理论性和经验模态分解的自适应性,通过构造一系列正交小波滤波器组对信号进行分解。首先,根据OSF最大值滤波器原理得到频谱的有效平顶上包络,进而确定EWT的边界并对原始振荡信号进行抗噪主导模态分离,然后结合SR-MLS反演识别技术,在残余噪声的帮助下增强振荡特征并有效提取。最后,在自合成模拟信号仿真、IEEE 16机68节点系统仿真以及电网实测数据3个算例仿真下通过与经典Prony法、VMD-Hilbert法对比,表明了所提方法的可行性及有效性。

核电站蒸汽发生器传热管涡流检测数据分析软件的设计与实现

核电站核级主设备的役前和在役检查是核电安全、经济运行的关键,其中对蒸汽发生器传热管涡流数据的分析,是确保蒸汽发生器安全运行的重要环节。考虑到我国核电运行30多年来的涡流数据分析工作依然依靠国外相关软件的现状,本团队设计研发并实现了一套蒸汽发生器传热管涡流检测数据分析软件。论文论述了该软件的基本架构及关键技术并通过与国外软件分析结果的比对,证实了自主研发软件对传热管实际缺陷的定位、定量、定性等分析功能的有效性。

混频三极管噪声系数的新算法

根据混频三极管特殊的工作状态,即输出中频选频网络对输入载频及其附近的信号相当于短路,计算分析了输入回路的噪声源对输出的影响。依据管子内部反馈作用可以不考虑的特点,提出了混频器噪声系数的新算法。

基于COM的混合编程实现雷达有源干扰仿真

MATLAB与VC是两种较常见的软件平台,它们在性能上各有优劣。基于COM(组件对象模型)的MATLAB与VC混合编程,可以充分利用这两种编程工具的优势,在提高编程效率与提高程序运行效率之间达到较好的折中。该文采用这种方法,在VC环境中制作用户界面,并调用在MATLAB里编写的雷达有源干扰信号产生函数,实现了雷达有源干扰仿真。制作生成的该用户界面可以根据用户的参数设置,产生射频噪声干扰、噪声调频干扰和噪声调幅干扰三种常用的干扰信号。

宽带低相噪频率合成器的设计与实现

介绍了一种宽带、高分辨率和低相噪频率合成器的设计与实现方案.该频率合成器包含3个部分:(1)STM32处理器部分,作为频率合成器的控制器并为其提供远程控制的CAN总线接口;(2)时钟分配单元,用于产生固定频率的参考信号和输出频率的精确调整;(3)三混频部分,以30 MHz的步进改变频率合成器的输出频率.将该频率合成器应用在自主研发的500 MHz液体高分辨率NMR谱仪上,测试了1H NMR标样样品的灵敏度,实验结果证明了该方案的可行性.