Relativistic Reduction of the Electron-Nucleus Force in Bohr’s Hydrogen Atom and the Time of Electron Transition between the Neighbouring Quantum Energy Levels

The aim of the paper is to get an insight into the time interval of electron emission done between two neighbouring energy levels of the hydrogen atom. To this purpose, in the first step, the formulae of the special relativity are applied to demonstrate the conditions which can annihilate the electrostatic force acting between the nucleus and electron in the atom. This result is obtained when a suitable electron speed entering the Lorentz transformation is combined with the strength of the magnetic field acting normally to the electron orbit in the atom. In the next step, the Maxwell equation characterizing the electromotive force is applied to calculate the time interval connected with the change of the magnetic field necessary to produce the force. It is shown that the time interval obtained from the Maxwell equation, multiplied by the energy change of two neighbouring energy levels considered in the atom, does satisfy the Joule-Lenz formula associated with the quantum electron energy emission rate between the levels.

利用相位估计算法实现ps量级的高精度时间间隔测量

高精度时间间隔测量广泛应用于时间同步、卫星导航、航天测控、激光测距以及核电子等场合。目前主流的时间间隔计数器能达到25 ps分辨率,约100 ps的准确度。本文把被测信号作为采样参考频标信号的触发信号,利用参考频标的相位记录被测信号的触发点,然后利用插值FFT对参考频标信号的采样数据进行相位估计,提出了一种理论上分辨率和精度均优于1 ps的时间间隔测量方法。实验测试结果表明原理样机达到了10 ps的测量精度。进一步改进样机的设计,有望达到1 ps的测量精度。

基于PCI总线的高精度大量程时间间隔计数器研制

提出了一种使用二级内插法的基于PCI总线的插卡式时间间隔计数器的设计方法,解决了精密时间间隔测量中精度和量程不能兼顾的问题。采用双通道交换测量法校准了START和STOP输入通道的时延,消除了这两个通道之间时延差异对测量结果的影响。该计数器结合CPLD技术和TDC技术,在保证测量精度的基础之上,扩展了测量范围,满足了实际应用需求。文章介绍了该计数器软硬件实现的方法,并通过与RS620比对测试检验了设计方案的正确性。测试结果显示,该计数器的测量范围为0~107 s,单次测量不确定度优于1 ns,多次测量标准差优于0.4 ns。

事件计时器在小型快速绝对重力仪中的应用

将事件计时器(A032-ET)用于小型快速绝对重力仪中,并与FG5-112中的时间间隔计数器(SR620)进行同步比对观测。观测结果表明,事件计时器在计时精度、数据传输速度及存储深度等方面优于时间间隔计数器。

可编程计数器的时长捕获与数据安全设计

为了消除计数器的捕获数据错误和保障数据安全,在阐述可编程计数器捕获测时的原理及方法的基础上,建立了软件计数器的读-写者模型,指出了软件计数器共享问题是造成65536数据出错的原因。从计数器的工作时序入手,引入了计数器新的工作态——竞争态,提出了工作状态检测+事件同步的软件解决方法,并在STM32单片机和FreeRTOS操作系统上对该方法进行了验证。实验表明,该新方法准确捕获了周期大于1个计数器周期的时间间隔信号,计数误差为±1,证明了新方法更正了计数器溢出中断和捕获中断调用的时序,消除了变量共享矛盾,避免了传统中断方法的65536计数错误,为捕获测时提供了安全可靠的设计与方法参考。

一种新的线性时变系统区间稳定性判别方法

线性时变系统在自动控制的理论和应用方面都有重要的意义。对这类系统,目前已有多种方法对其进行研究。其中利用时变系统区间矩阵的上下界的性质来判断其稳定性的方法,即所谓的M矩阵法是重要的方法之一。利用矩阵相似变换和向量比较原理研究了线性时变系统区间稳定性问题,在M矩阵法的基础上,提出了新的判别方法,扩大了原有方法的应用范围,使稳定区域的保守性进一步降低。特别是对某些原来M矩阵法无法分析的系统,提出了更具有应用价值的方法,并给出示例,验证了该方法的正确性。

云南天文台卫星激光测距中的测时仪器

详细论述了时间间隔计数器和事件计时器的工作原理,并阐述了云南天文台卫星激光测距系统中现有测时设备的性能,以及进行了信号周期测量实验。结果表明:测量信号边沿较好时,事件计时器OTL100P的标准偏差优于时间间隔计数器SR620。OTL100P具有直接测量事件发生时刻的特点和高测量精度的优势,能满足云南天文台将来多脉冲激光测卫、测月对测时系统的要求。

一种短时间间隔的高精度测量方法

时间间隔的测量是电子信号参数测量领域常见的项目,传统方法是利用计数器进行直接测量,由于计数误差的限制,对于短时间间隔信号的测量难以满足精度要求。本文介绍了一种将短时间间隔等比例地转化为长时间进行间接测量的方法。利用此法可以利用较低的基准时钟频率进行高精度的短时间间隔测量。

线性时变系统的区间稳定性与鲁棒稳定性

本文应用向量比较定理研究线性时变系统的区间稳定性和具非线性时变摄动的线性时变系统的鲁棒稳定性．所得的新结果包含文献［４，８，１１，１５］的一些主要结果作为特例．本文的研究方法说明向量比较方法是分析区间稳定性和鲁棒稳定性的一种自然而有力的工具．

用于守时工作的时间间隔计数法与双混频时差测量比对法的比较

为了比较用于守时工作的时间间隔计数法和双混频时差测量法,分析了国家授时中心时频基准实验室的两种测量比对设备(SR620时间间隔计数器和PCOMP多通道相位比较仪)对同一组原子钟进行测量时所得到的结果(钟的速率、RMS、测量精度和稳定度)。分析所得的主要结论是:双混频时差测量法具有更高的比对精度,更适用于氢原子钟短期(τ≤5 d)稳定度的测量。

MCS-51单片机中软时钟设计的优化方法

根据MCS-51单片机内部定时计数器的特点,提出一种通过对定时计数器中断间隔时间进行累加的软时钟设计方法,并在此基础上提出通过改变时间处理方式的进一步优化方法。此方法不仅简化了程序设计,节省了硬件开销,而且提高了电脑时钟的定时精度,具有广泛的应用价值。

比较原理在多有理数时滞区间系数离散系统的应用

应用多组有理数时滞离散系统的比较原理和频域法,将多组有理数时滞区间系数离散系统化为多组有理数时滞定常离散系统,以判定其时滞无关稳定性,并举例说明了新定理的有效性和实用性。

基于时空和时相关系的时频处理方法

随着导航定位、空间技术、计量、精密时频测控包括各种量子频标的发展,对特高分辨力的时间测量和处理以及高频率的点频信号测量提出了更高要求。针对这方面的问题可以采用以信号稳定传输现象为基础以及相位变化规律存在于任意频率信号之间等特性达到高精度测量的目的。基于信号传播的稳定性,根据时间和空间之间的关系,通过建立针对性的传输通道把被测量的时间间隔与相应的路径上的延迟时间拟合进行测量。能够把被测量的时间间隔,尤其是短时间间隔量在空间的方向上展开通过对相应长度量的测量和处理算出被测量。作为对短时间间隔的测量结果,它可以成为传统多种技术的替代品,并且成为大量频率、周期和时间间隔测量技术与仪器精度进一步提高的关键手段。这项工作与传统的时—空关系的认识及利用结合更有利于对于时间、传输、空间的联系、单位的相关性等的理解进一步深化。另一方面,在频率信号之间基于最小公倍数周期会周期性地出现信号间相位重合的情况。这样在时间轴上,可以按照时间的延伸周期性地出现代表随着时间而进行的最小公倍数周期间隔的重合标志。在此基础上调整来自同一参考源的两个频率信号的频率关系,就能够调整时间轴上的时间标记。因此,基于上述频率信号特征的时间传输和处理技术可以实现建立在频率信号特性基础上的时间信号的形成、传递和处理等问题。

一种基于FPGA用游标法实现的时间间隔测定器

文中介绍时间间隔的测量原理和游标法的测时原理,针对一种基于FPGA的高精度测时系统,描述其硬件实现。该系统利用粗测与细测相结合来测量两个脉冲信号之间的时间间隔,其测时分辨率可达到1ns。系统具有精度高、功耗小及实现简便等优点。

嵌入式时间间隔计数器的研制

介绍了一种新研制的嵌入式时间间隔计数器,它可作为一种功能模块用于用户的设备或时统中,实现高精度时间测量。从基本原理、硬、软件和功能等不同角度对计数器进行了较为详细的讨论。在该计数器的研制过程中还开发了用来调试计数器和供计数器用户使用的计算机应用软件,对此也作了简要介绍。最后,给出了计数器的设计指标和一些实测数据。

时间间隔测量仪在时延测试中的应用

介绍了用时间间隔测量仪测时延的方法,提出了切实可行的改善时间间隔测量仪测量结果的不确定度的方法,并给出了其在不同测试条件下的测量结果。最后,简单介绍了其在工程测试中的应用。

无死区计数器的研究与实现

无死区计数器(ZDT)是调制域分析仪(MDA)、频率与时间间隔分析仪(FTIA)中最为关键的技术之一。首先介绍了调制域分析仪测量原理,指出只要能连续测量出三个背靠背时间间隔就能实现仪器的所有功能,然后详细阐述了两种ZDT的设计方法和工作原理,在此基础上设计了一种计数频率为200MHz、位宽为32bit的高速ZDT,并且只需要修改外部时钟电路就可将测量频率扩展到1GHz,通过仿真验证了它的有效性和正确性,最后在ZDT构成的调制域分析仪整机上对频率调制信号进行测试,实测结果与设定值十分吻合,表明该计数器及仪器已经成功实现了无死区时间间隔测量功能,为调制域分析寻求了一种新的有效途径。

线性时变大系统的区间稳定性与鲁棒稳定性

给出线性时变大系统的区间稳定性和鲁棒稳定性的一些新判据,显示向量比较方法是研究区间稳定性和鲁棒稳定性的一种自然而有力的工具。

频率校准测量

本文将从关注用于描述频率校准规范开始。然后,描述各种类型的频率标准和传递标准。最后,讨论如何提供完整的频率校准问题的解决方案。

应用于UTC(NTSC)远程复现终端中的时间间隔计数器的设计与验证

在UTC(NTSC)远程复现终端中,时间间隔计数器的分辨率和测量精度直接影响着最后的复现精度,为更准确地将我国标准时间UTC(NTSC)传递给用户,不仅要寻求性能更高的授时手段,时间间隔计数器的设计也尤为重要。介绍了一种基于无间隙卫星共视的UTC(NTSC)远程复现系统及其核心部分——时间间隔计数器的设计与验证。时间间隔计数器基于FPGA(field-programmable gate array)加法进位链设计,实验验证其测量误差小于100ps,对UTC(NTSC)远程复现终端的复现误差贡献小于1%,满足UTC(NTSC)远程复现终端对时间间隔计数器的应用需求。