EMD自适应三角波匹配延拓算法

波形匹配延拓是遏制经验模态分解(EMD)端点效应的有效方法,针对现有波形匹配延拓方法的不足,提出了一种自适应的三角波形匹配延拓方法,改进了三角波匹配度的计算方法和匹配子波的寻优算法。改进的三角波匹配度计算方法,突出延拓平顺性的同时,加强了端点处数据与内部波形的关联。自适应的匹配寻优算法,首先在固定极值点对应的波段内部搜寻局部最佳子波的截取时刻,截取局部最优匹配子波,然后在局部最优子波内搜寻全局最优匹配子波,提高了子波截取的合理性与匹配的准确性。仿真信号及实验信号分析表明,该方法可有效抑制EMD端点效应,显著提高分解精度。

新型地那米加速器磁场扫描电源的研制

研制开发了开关型三角波磁场扫描电源。改进后的扫描电源比原有电源的体积缩小近２０倍，重量减轻约１０倍。同时，扫描均匀度显著提高，且操作方便，能较好地抑制高频干扰，在防止高压打火引起仪器损坏方面效果明显，并增加了电源输出波形的显示功能。同时还探讨了扫描均匀度及保护电路的切换时间问题。

2.5W低噪声CMOSD类音频功放设计

提出了一种基于0.5μm5VCMOS工艺的低噪声PWM调制D类音频功率放大器。该放大器在5V电源电压下以全桥方式可以驱动4Ω负载输出2.5W功率;转换效率等于87%,信噪比达94dB(负载8Ω,输出功率1W);THD+N仅0.05%(负载4Ω,输出功率1W);PSRR为68dB(频率1kHz)。分析了整体电路结构及其线性化模型,并着重介绍了高性能前置斩波稳定运算放大器(开环增益117dB,等效输入噪声16μV.Hz-1/2),线性三角波振荡电路(斜率偏差仅±0.2%)和功率器件、驱动电路的设计。最后给出了D类放大器的测试结果。

60A/200V 重离子扫描磁铁供电三角波电源

给出了５０Ｈｚ６０Ａ／２００Ｖ重离子扫描磁铁供电三角波电源的设计原理、技术指标、方案选择和研制结果。

基于微波光子学的倍频三角波生成方法

为了克服传统任意波形生成方法中电子瓶颈问题,分析了基于微波光子学的射频任意波形的技术类型、特点和应用背景,采用一种基于并联马赫-曾德尔调制器的倍频三角波生成方法,引入均方根误差对输出信号和理想波形来评价,并进行了理论分析和仿真验证。结果表明,通过10GHz驱动信号生成了20GHz的三角波信号,均方根误差为0.038,即输出信号与理想信号吻合度较高;与其它方法相比,该方法可生成倍频三角波,信号波形与理论波形吻合度良好。该研究对未来基于微波光子学的射频任意波生成有指导意义。

光偏振正交时域合成的微波三角波信号产生研究

本文提出并分析一种光偏振正交时域合成产生三角波信号的方案。该方案运用马赫曾德调制器的特性将恰当正弦调制的光信号利用偏振分束器分为偏振正交的两路,通过延时线让两路之间产生特定延时,再用偏振合束器合为一路,在光电检测后可获得微波三角波信号产生。理论上,对三角波的产生可行性进行推导分析。实验中分别得到重复频率为6 GHz,5 GHz,3GHz的三角波信号,波形清晰稳定。这一方案不但保持光子技术产生三角波方案的优势,而且实验结构简单,操作灵活,性能良好。

光电编码器两种精码波形细分方法原理误差对比

光电编码器通常利用细分两路正交的码盘精码信号达到高分辨力的目的,为使细分技术更加完善,对基于三角波和基于正余弦波的两种细分方法进行了专题研究。分别对理想信号中存在直流误差、幅值误差、基波相位误差、高次谐波误差几种典型误差情况进行了分析,比较两种基于不同波形细分方法的抗干扰能力。实验对精码信号介于正余弦波和三角波之间的编码器进行测试,对于同一台编码器,采用正余弦波细分时精度为36″,采用三角波细分时精度为42″。结果表明:基于正余弦波的细分方法抗干扰能力优于基于三角波的细分方法。对于高精度光电编码器研制和生产时,可利用正余弦波对精码信号进行细分或将实际信号校正至标准正余弦波再细分。

三角波形激光脉冲在液体中致声的特性分析

为了研究激光脉冲波形对其在液体中致声特性的影响,基于激光致声的热膨胀机制机理,采用理论推导和数值仿真的方法,对三角波形激光脉冲激发声波的特性进行了分析。首先阐述了激光与液体媒质通过热膨胀机制作用激发平面光声源的理论;推导了激光脉冲为三角波形时在约束边界和自由边界下产生声脉冲的解析解,并通过仿真得到了声脉冲剖面;然后通过模拟得到了不同边界下激发光声脉冲的波形;最后分别推导了约束边界和自由边界下的光声转换效率,分析了转换效率的影响因素,并对不同边界下的转换效率进行了求解和对比。结果表明,该研究对激光致声技术的工程应用具有理论指导意义。

D类音频功放中线性三角波发生器设计

利用内部VDD/2基准电压产生恒定电流对电容进行充放电控制,实现了一种应用于D类功放的CMOS电流控制线性三角波发生器。理论推导和spectre仿真验证结果显示,其振荡频率与电源电压无关,而波形峰峰值随电源电压线性变化,且对结温变化、工艺漂移不敏感。电路采用CSMC0.5μm5V双阱双多晶硅CMOS工艺,测试结果表明该三角波稳定性、线性度良好。

基于双偏振调制的可变对称三角波形的生成

提出并验证了一种基于双偏振调制生成可变对称三角波形的方法.通过设置合适的调制器的调制指数和移相器的相移,使得调制器生成信号光的强度近似等于理想三角波形傅里叶级数展开式的前三项,从而生成不同对称因子的三角波形(三阶近似波形).之前的三角波形生成方案大多生成对称三角波形或锯齿波形(锯齿波形可认为是非对称三角波形),且对称因子不可调谐,而本方案生成的三角波形的对称因子可调谐范围可达0%-100%,这极大地拓展了三角波形的应用范围.引入均方根误差(root-mean-square error,RMSE)来衡量生成波形与理论波形的相似度,计算可发现,理论上本方案生成的对称因子范围在14%-86%的三角波形与理想波形有良好的相似度(RMSE<0.044),仿真中生成波形的RMSE也非常接近理论误差.在实验中,通过使用频率为4GHz的射频信号生成了对称因子范围在20%-80%的三角波形.

基于光谱整形的三角波生成方法

受电子瓶颈限制,电子信号发生器难以合成高速波形。微波光子学具有大带宽等优点,在宽带、高速波形生成方面有独有的优势。文章提出了一种基于光谱整形的三角波生成方法,通过傅里叶域光处理器灵活的控制光学频率梳中各个光边带的幅度和相位关系,经光电探测后可以直接得到三角波波形。灵活调整光边带相位的能力使得该方案可以补偿光纤色散,这意味该系统支持三角波波形的光纤传输。实验结果表明,该方案可以生成10 GHz重复频率的高速三角波波形,并成功实现了25km光纤传输。本方案使用了无需偏压控制的相位调制器,且避免了RF电桥等带宽受限的微波器件,生成的波形的带宽仅受调制器和光电探测器的限制。

一种Sigma Delta调制的SATA3扩频时钟发生器

文中设计了一款符合SATA3协议、具有Sigma Delta调制特性的扩频时钟发生器。该电路基于小数分频锁相环,由相位比较器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、分频器、三角波发生器和扩频调制器组成。通过三角波发生器产生固定频率的三角波,经过Sigma Delta调制器对三角波进行处理,实现对锁相环环路分频比的调制,进而使电路的环路特性满足SATA3协议的要求。该扩频时钟发生器的输入时钟为100 MHz,时钟输出以31.25 k Hz的调制频率由6 GHz向下扩频5 000 ppm,得到的功率相比于未使用向下扩频时减小了21.58 d B。文中所设计的电路采用65 nm CMOS工艺,所用的电源电压为1.2 V,功耗大小约为43 m W。该结构受到工艺参数变化的影响较小,电路结构相对简单,性能稳定,便于集成。

基于频谱整形的光学微波波形信号产生的研究

由于传统电学方式产生的微波信号容易受到电子瓶颈的束缚,获得高重复频率的波形信号较难,而微波光子学中的光生微波技术具有高带宽、抗电磁干扰、体积小重量轻等优点,在生成微波波形信号方面有着独特的优势。因此,提出了一种结构简单,可灵活调谐的光学微波信号产生方法,并且所产生的波形信号格式具有可重构的优势。该方法根据傅里叶级数理论,利用相位调制器对光波进行调制,通过滤波器对光载波和边带进行整形,进而获得光学微波波形信号。结果表明该设计方案可行,能够产生重复频率为10 GHz的三角波、方波以及一对相反极性的脉冲序列,具有生成任意波形的潜力以及可集成化的应用价值。

多功能信号发生器的设计与制作

仪器由AT89C55单片机进行控制,通过键盘、LCD显示模块进行人机对话,完成波形选择、频段选择,频率、幅度输出控制。由MAX038产生正弦波、方波、三角波,其波形选择由单片机进行控制;频段选择由五档组成,可通过旋扭开关完成;频率由单片机输出数据经D/A转换后控制MAX038;幅度由单片机输出数据经D/A转换后改变放大器负反馈深度来实现输出信号幅度的变化。

D型音频功率放大器的IC设计

D型功率放大器以其体积小、效率高的优点延长了系统的电池寿命,文章针对D型放大器的优点,设计了一款高效率、低失真的D型音频功率放大器。通过建立负反馈提高放大器的线性度与电源纹波抑制比;最小化系统的失真要求高速采样,芯片设计了高速比较器来满足这一要求;同时,根据工作需要,芯片的带隙基准设计具有较低的温度系数,较高的电源抑制比。

非正弦波电压下电气设备局部放电特性研究综述

本文对国内外采用非正弦波电压测量局部放电的研究现状进行梳理,归纳总结了连续脉冲方波电压、三角波电压及梯形波电压3种主要非正弦波电压下的局部放电特性,其中深入讨论了脉冲方波电压中电压上升时间、频率及占空比等波形参数对局部放电行为的影响。最后探讨了利用非正弦波电压测量局部放电研究的重要意义及存在问题,提出了非正弦波电压测量局部放电的发展方向,并对如何利用非正弦波电压加强对放电物理过程及绝缘老化机制的理解进行展望。

基于光偏振复用调制的可重构三角波和方波产生的研究

提出了基于偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器(PDM-DPMZM)的基频/倍频三角波和方波产生方案。DPMZM1加载驱动射频信号,DPMZM2不加载驱动射频信号仅进行光载波相移时,检偏拍频后可产生载波基频的三角波和方波信号;当DPMZM1和DPMZM2同时加载驱动射频信号,且相位差控制为90°时,两路偏振光独立拍频后,可以产生载波二倍频的三角波和方波信号。通过改变射频信号的相位差和连接方式,仿真中分别产生了重复频率为10 GHz和20 GHz的三角波方波信号,通过射频信号幅度偏移和直流偏置漂移验证了方案的稳定性。所提方案采用了单调制器,且无需光电滤波处理,具有产生信号格式可重构、信号参数可调谐的优势,可满足未来高频电子系统的应用需求。

三种波形激励的大气压等离子体射流的比较研究

本文采用了棒-环结构的氩气等离子体射流装置,在正弦波、三角波和方波三种激励下均产生了锥形的大气压等离子体羽.利用电学方法,发现三种波形激励的放电,其放电脉冲均出现在电压正半周期内,而负半周期内没有放电脉冲.并且放电脉冲个数均随着电压峰值的增加而增加.对于多脉冲放电,正弦波和三角波激励的放电脉冲强度在电压上升沿内逐渐增加,而方波激励的脉冲强度在电压的正半周期内保持不变.此外,方波激励的相邻放电脉冲的时间间隔要比正弦波和三角波的大.利用高速影像研究发现正弦波和三角波激励的等离子体羽均由击穿阶段(流光发展)和余辉阶段组成.通过分析放电过程,对以上现象进行了定性解释.

基于光学可调色散的三角波产生方法

提出一种基于光学可调色散的三角波信号光学产生方案,并进行了实验验证。本振信号驱动双电极Mach-Zehnder调制器(DE-MZM)的一臂,对连续波(CW)激光进行调制,产生各阶光边带,通过合理设置DE-MZM的直流偏压点,并利用可调色散补偿器(TDC)对光信号引入一定的移相,光电探测后可以得到与本振(LO,local oscillator)信号重复率相等的三角波信号。通过简单地改变LO信号频率,得到的三角波信号重复率也相应发生变化。在实验中,利用本文方案分别得到了重复率为5GHz和6GHz的三角波信号。本文方案结构简单,频率调谐灵活,利用现有商用光电器件,预期能够得到重复率高达40GHz的三角波信号,可满足未来高频电子系统的应用需求。

基于注入锁定和时域综合的倍频三角波产生技术

提出并验证了一种利用载波抑制调制和半导体激光器注入锁定相结合的倍频三角波产生方案。方案中激光器发出的连续光经正弦信号驱动的马赫-曾德尔调制器进行抑制载波调制后分为两路,一路保持不变,另一路注入分布反馈激光器锁定放大调制光的高阶谐波分量,获得六倍频信号。两路信号经相位和功率比控制,合路后在光电探测器中叠加产生二倍频的三角波信号。实验利用频率为3GHz和4GHz的正弦调制信号产生了6GHz和8GHz的二倍频全占空三角波信号。理论分析和实验结果均证明了此方案的可行性,避免了复杂的谱线操作,所提方案更加简单高效,在高重复频率三角波产生方面有显著优势。