FPGA技术在相位精度指标测试中的应用

根据现场可编程门陈列(fieldprogrammablegatearray,FPGA)技术集成度高、体积小、工作稳定、引入随机误差小,设计的复杂程度低等特点,通过设计FPGA芯片,开发研制了同时测量12路定位信息、6路测速信息的相位随机误差和漂移误差的测试系统,提高了连续波干涉仪系统的可靠性和稳定性,提高了信道的工作质量,对高精度外弹道测量有一定的指导意义。

叠加相干态与叠加压缩态的相位精度研究

利用Cramér-Rao下界法计算了叠加相干态与叠加压缩态可以达到的最优相位精度。结果表明,平均粒子数较大时,叠加相干态的精度只能达到标准量子极限,而叠加压缩态精度更高,达到了海森伯格极限。应用损耗模型,分析了二态在有损信道中传输所受到的影响。研究显示2种量子态的精度都会有所下降。最后又加入了相干态与压缩态,将4种量子状态进行比较。比较结果显示,当各态平均粒子数较大时,压缩态与叠加压缩态精度较高。当平均粒子数较小时,随着损耗的增加,叠加压缩态对外界环境的影响显得很敏感,其精度衰减得更快些。

一种大型相控阵雷达外场高精度相位校正方法

针对大型相控阵雷达外场相位校正受风影响无法保证校正精度的难题,本文提出了一种外场高精度相位分级校正方法。采用激光标定法测量标校源风载条件下的晃动曲线和最大晃动速度,根据雷达工作频段及校正精度要求,计算出标校源最大晃动速度条件下的最小保精度校正时间,以最小保精度校正时间作为分级子阵规模划分的依据,通过多级校正完成全阵外场校正。仿真测试结果表明:在5级风载条件下,X波段相位校正精度均方根小于5.8°,最大栅瓣电平降低了9 dB,达到模拟移相器可以实现的精度要求。

CCD像元尺寸对移相干涉术相位测量精度的影响

针对移相干涉术中CCD探测器采集高密度干涉条纹的过程,对影响相位测量精度的主要因素进行了理论分析和仿真研究.结果表明,随着CCD像元尺寸及随机噪声标准差的增大,CCD探测得到的时域光强信号信噪比降低,引入的相位测量误差也增大.当信噪比约高于24时,相位测量精度可优于π/50rad,折合成光程差即优于λ/100,为后续研究扩展移相干涉术的测量范围提供了理论上的定量依据.

基于FPGA的全相位FFT高精度相位测量

传统的FFT测相方法,若不采取一些繁复的补偿和修正措施,只有在满足信号频率为频率分辨率整数倍的条件下才有意义,而这个制约条件在实际工程应用中往往难以满足。基于全相位FFT(apFFT)的思想,结合实际工程应用要求,设计并在FPGA平台上实现了1种高精度相位检测系统。在MATLAB环境下的功能模拟和性能仿真,以及在FPGA平台上的实际测试结果表明,该精密测相系统突破制约条件,实际测相绝对精度优于5×10-3(°),具有很高的实际工程应用价值。

CCD像元尺寸对傅里叶变换法相位测量精度的影响

针对傅里叶变换分析法中的离散过程理论分析存在的不足,对CCD采样过程中影响相位测量精度的主要因素进行了详细分析和仿真研究。讨论了CCD像元尺寸在采样过程中对傅里叶变换频谱的影响,理论分析了傅里叶变换法中CCD像元的尺寸、随机噪声和量化误差对相位测量精度的影响。计算机仿真和实验结果均表明,用傅里叶变换分析法对具有不同密度的干涉图进行分析时,CCD像元尺寸对采样后输出的光强信号的调制度、信噪比和频谱展宽均有影响,像元尺寸越大,采样后条纹信号的调制度和信噪比越低,其频谱展宽越大,经相位解算后得到的相位测量误差越大。以相位测量误差的RMS值大于0.05λ作为判断基准,信号的信噪比约为20,为扩展傅里叶变换分析法的动态测量范围提供了理论基础。

基于高精度时频瞬时相位谱的多尺度曲率及其应用

基于地震信号瞬时相位估算的曲率属性具有较高的分辨率,被广泛应用于地震数据的不连续性检测。为进一步提高曲率属性的估算精度,提高地震数据对地质构造的刻画能力,基于时频分析方法具有多尺度分辨能力的特点,提出了基于改进的短时傅里叶变换获得高精度时频瞬时相位谱的多尺度曲率属性估算方法。改进的短时傅里叶变换对待分析实信号的解析信号加上对称时窗函数并进行傅里叶变换,从而获得高精度时频瞬时振幅谱、高精度时频初始相位谱和高精度时频瞬时相位谱。为减少随机噪声对高精度时频瞬时相位谱的影响,利用高精度时频瞬时振幅谱的峰值振幅及其对应的高精度时频瞬时相位谱重构输入信号,并对重构信号进行改进的短时傅里叶变换,获得稳定的高精度时频瞬时相位谱,在此基础上进行高精度多尺度曲率估算。利用合成数据及实际三维地震数据的应用结果验证了方法的有效性。

一个量子比特在同时受到经典驱动和多个热库作用模型中的相位计算精度研究

精确求解了考虑有经典驱动和多个热库情况下衰减的Jaynes-Cummings模型,得到了其开放两能级系统约化密度算符的解析表达式。进一步讨论了经典驱动和热库数对开放两能级系统相位计算精度的影响。结果显示:通过调节经典驱动强度,两能级系统的相位计算精度能得到明显地提高。

干涉仪相位差测量精度及其影响因素分析

准确获取接收通道间信号的相位差信息是干涉仪高精度测向的重要条件之一。针对这一问题建立了相应的数学模型,在频域求解的基础上,对干涉仪相位差测量所能达到的精度进行了理论分析,讨论了信号综合载噪比、测量持续时间、频域噪声与干扰分布等影响测量精度的主要因素,并通过仿真进行了有效性验证,这对于干涉仪测向实际工程应用具有一定的参考意义。

高精度传声器相位校准设备的研发

根据市场需求,开发一款高精度传声器相位校准设备。通过分析阻抗管中平面声波的传播特点,分析阻抗管中不同安装位置间相位关系的影响因素,通过测量不确定度原理,分析出主要的影响参数为阻抗管末端的反射系数和传声器的安装间距,按照分析的结论,通过吸声末端和传声器的安装方式设计,研发出高精度传声器相位校准设备,设备能实现在(50~6000)Hz内相位差均匀分布。应用比对法来校准传声器相位,即运用一个参考传声器,校准余下待校传声器,实验数据显示采用该多通道相位校准系统在(50~6000)Hz内达到±2°的相位校准精度,达到高精度传声器相位校准设备研发的目的。

S波段六位高精度移相器设计

采用0．25μmGaAs高电子迁移率晶体管（HEMT）7-艺设计了一款六位S波段数字移相器．移相器采用高低通和全通网络结构，运用了提高相位精度和抑制级联散射的方法．移相器在0°～360°相位范围内以5．625°步进，在2．1～2．7GHz频率范围内，最小相位均方根误差仅为1．13°．频带范围内插入损耗小于6．3dB，幅度均衡小于0．4dB，输入输出反射系数小于一10dB．

投影仪标定中的相位误差补偿

为了减小由投影仪-摄像机γ非线性引起的红蓝棋盘格标定板相位误差,分析了非线性相位误差的产生原因和表现特征,建立了非线性相位误差和相位主值之间的数学模型,由该模型得到相位误差补偿矩阵并修正展开相位;同时采用MATLAB仿真并结合相关试验对该算法进行了验证。结果表明,误差补偿后棋盘格平面展开相位的均方根误差从0.0836rad下降到0.0218rad;由γ非线性引起的棋盘格角点在标靶图像中像素坐标的最大误差值约从补偿前的0.3pixel降低到0.1pixel。该方法有效减小了由投影仪-摄像机γ非线性引起相位误差,提高了标靶图像的角点坐标精度。

同步真空断路器投切电容器组装置的精度研究

10 kV同步真空断路器的精度主要包括两个方面,一是测量数值精度,另一个是相位角的精度。电力系统采集装置测量精度问题,长期以来很少被关注,导致采集数据与实际值之间存在一定的误差。笔者将介绍一种新型的电容测电压电路,从测量数值精度和相位角精度两个方面总结这种采集系统的误差,并且分析温度变化时这种电压采集系统引起的分合闸角度和功率计算的误差。实际测试表明,该电压采集系统体积小、重量轻、成本低、功耗小并且满足工程要求。

电压同步相位开环检测方法的抗干扰分析与改进

dq坐标系开环相位检测(open-loop phase detection,OPD)具有快速同步电网的特点,但是其抗干扰性尚未得到定量的评估。为了增强在电网电压非理想情况下OPD的适应性,首先搭建了详细的抗噪声能力分析模型。在此基础上,提出了一种新型的提高相位测量精度的OPD,使得相位误差满足了可适范围,抗干扰性得到了良好的体现。此外,改进的算法减少了滤波器的带宽需求,缩短了相位检测过程中的动态响应时间。最后,通过仿真试验验证了抗干扰分析的正确性和改进算法的有效性。

三相相位和幅值可控电压调节器

在单相相位和幅值可控电压调节器(voltage regulatorwith controllable phase and amplitude,VRCPA)的基础上,利用三相对称关系,提出一种无三次谐波陷波滤波器的三相VRCPA电路拓扑结构。该三相VRCPA由前后两级组成,分别用于独立连续地调节三相输出电压的相位和幅值大小。研究三相VRCPA电路工作原理,详细分析极值相位角参数关系、相位控制精度及控制参数选择依据。相比于相位角极值曲线,以它的替代曲线作为闭环控制参数的动态选择依据曲线时,后者简单、易行、控制稳定性高、参数动态变化连续性好、相位调节波动小及相位调节误差小。据此设计三相VRCPA的控制策略,并研制一台原理样机,实验波形及测试结果证明了理论分析的正确性和控制策略的可行性。

用于激光相干合成的高速高精度闭环控制

针对目前激光相干合成控制方法的相位精度和闭环带宽较低的问题,提出一种基于高精度相位检测和可编程门阵列实现多路激光相干合成的高速高精度闭环控制方法。该方法对每一路相干光进行独立控制,在进行多路相干合成时,只需要增加相位检测和控制的路数,不会导致相位控制精度和相位控制带宽的下降。实验表明其相位控制精度可以达到1.44,闭环控制带宽可以达到1MHz。同时,基于该方法搭建了两路激光相干合成实验装置,实现了两路激光的稳定相干合成。

用任意波形发生器实现低频相位标准

本文介绍低频相位状况,论叙AWG产生相位信号的原理和具体方法,并对产生信号的相位准确度进行了分析,研究和试验表明AWG适于产生低频相位信号。

我国首台超高精度光矢量分析仪问世

目前，南京航空航天大学研发的我国首台超高精度光矢量分析仪问世，可在几百米的光纤中测出小至0．1mm的误差，较国外垄断产品，测量分辨率提高了1600倍，相位精度提高了10倍。超高精度光矢量分析仪家用光纤路由器到航天飞船等大量应用的光学器件领域都需要用到它。

分布反馈光纤激光水听器相位一致性的测试方法

在传统压电水听器相位一致性测试的基础上提出了分布反馈(DFB)光纤激光水听器相位一致性的测试方法,并搭建了测试系统。采用偏振无关的非平衡迈克尔逊干涉仪和归一化的相位载波(PGC)解调方案,解调出光纤激光水听器感受的水声信号,并与参考压电水听器作对比,使用高精度相位检测器将两信号转化为相位差信号;重复测量第二支光纤激光水听器;将两个相位差值作比较即可得到光纤激光水听器的相位一致性。实验证明了测试系统的稳定性;同时对光纤激光水听器的相位一致性进行了测试和分析,证明了光纤激光水听器具有很高的相位一致性。