一种基于相位误差校正技术的快速启动晶体振荡器

随着超低功耗(Ultra-Low Power,ULP)物联网(Internet of Things,IoT)系统的发展,采用能量注入技术的快速启动晶体振荡器因对IoT系统功耗影响巨大而逐渐成为研究热点.能量注入技术可以显著降低晶体振荡器的启动时间和启动能量,但是对注入源的精度要求苛刻.为了扩大注入频偏容限以及实现高注入效率,本文提出了一种基于延迟锁定环的相位误差校正技术.该技术将注入频偏容限扩大到2%,启动过程的非注入持续时间仅为4个周期,实现了高效注入.本文所述晶体振荡器采用40 nm CMOS工艺设计并流片.在1.0 V电源电压下采用24 MHz晶体进行测试,当注入频偏高达2%时,实现了7.2μs的启动时间,启动能量为5.1 nJ.相比同频偏下的传统注入方案,启动时间缩短了99.66%.

基于最大对比度的联合相位误差校正方法

针对高分辨率逆合成孔径雷达(ISAR)成像过程中,因目标转动所引入的转动相位误差无法被忽略,以及由于转动相位误差使得传统平动相位误差校正方法性能严重下降的问题,提出了一种基于最大对比度的联合相位误差校正的方法,可同时校正残余的平动相位误差和转动相位误差,进一步提高成像的质量。首先利用传统的运动补偿方法对回波信号进行处理,其次根据最大对比度准则,将相位误差校正问题转化为最大对比度优化问题,最后利用改进的拟牛顿算法进行求解。该方法能使高分辨率ISAR进行精准成像,且所得图像聚焦效果良好。通过对仿真数据和实测数据的处理,验证了文中方法的有效性。

一种消除周期性毛刺相位误差的互补格雷码双N步相移法

互补格雷码双N步相移法因其具有鲁棒性好、检测精度高等特点在条纹投影轮廓术领域成为研究热点。然而,传统互补格雷码双N步相移法存在检测效率低以及未消除周期性毛刺相位误差的问题。针对这些问题,本文对传统互补格雷码双N步相移法进行改进消除周期性毛刺相位误差,首先通过相机捕获形变条纹图像并计算出两组截断相位,然后利用两组截断相位的相关性消除检测数据中的相位差、周期性毛刺相位误差,再对两组截断相位进行融合,最后通过互补格雷码相位展开法对融合后的截断相位进行相位展开。实验得出本文方法在检测效率不变的情况下,能有效消除周期性毛刺相位误差,得到高精度展开相位,相比于未消除周期性毛刺相位误差的互补格雷码双N步相移法,本文检测方法精度提高了约24.57%,相比于互补格雷码N步相移法,本文检测方法精度提高了约6.29%。

能够校正相位误差的感应电机全阶磁链观测器

感应电机的传统全阶磁链观测器,采用预估校正法进行离散时转子磁链估计相位的误差较小。但是电机高速运行时,随着载波比的减小,估计相位误差会随之增大,进而引起电机控制性能下降。有鉴于此,通过分析磁链相位误差的影响以及电机控制变量之间的相互作用关系,推导出一种具有相位误差自校正功能的改进全阶磁链观测器。最后在感应电机实验平台上验证了改进全阶观测器的有效性。

噪声干扰的相位误差与相位展开可靠性研究

为了比较几种3维重建方法的优劣,采用一种评价方法进行理论分析和实验验证,建立了条纹噪声干扰的包裹相位误差模型,求出包裹相位误差的最大方差,然后对3种经典的双频相位展开算法的相位展开可靠性进行了分析和对比。结果表明,双频四步相移算法4f_(h)+4f_(l)的抗干扰能力最强,其重建物体表面平滑无褶皱;其次是3f_(h)+3f_(l)算法,其相位误差数量为4f_(h)+4f_(l)的169.7%和126.9%;3f_(h)+2f_(l)算法重建面形存在大量褶痕,测量精度最差;3f_(h)+2f_(l)算法的相位误差数量为4f_(h)+4f_(l)的442.6%和388.8%,但相比于4f_(h)+4f_(l)算法和3f_(h)+3f_(l)算法,测量效率提升了37.5%和16.6%。该研究为评价各双频相移法的优劣提供了一种方法,并为以上3种算法的选择提供了参考。

基于功率同步控制的逆变器并网相位误差机理

在并网逆变器中,以锁相环(phase-locked loop,PLL)为代表的电网同步技术得到了广泛应用。然而,由于PLL的引入降低了并网系统的稳定性,使得包括功率同步控制(power synchronization control,PSC)在内的无PLL逆变器控制技术逐渐受到重视。针对PSC的同步技术,现有研究缺乏小扰动下的相位误差模型和理论分析,其同步特性与PLL之间的异同也尚未涉及。为此,在小扰动下首先建立PSC的相位误差模型,并对影响PSC相位误差特性的控制参数进行理论分析。利用所建立模型的频率特性,在相等带宽条件下,对比PSC与传统PLL相位误差之间的差异。仿真和实验证明了PSC相位误差模型的准确性,并且在相等带宽下PSC的同步响应速度显著优于PLL。该文结果可为PSC的控制参数设计、同步理论分析提供一定参考。

可重构智能表面通信系统的离散相位误差分析

针对可重构智能表面(RIS)实际部署中理想连续相位难实现,造成的性能下降问题,提出一种包含离散相位误差的RIS辅助通信系统。基于三维统计型信道模型,推导该系统遍历容量的近似值表达式。对比理想连续相位的系统后,推导不同相位量化水平的容量损失。仿真验证了遍历容量近似值与蒙特卡罗仿真值能够匹配,同时表明使用一定精度(本文是3至4比特)的相位离散化方案足以逼近连续相位系统的遍历容量。这为RIS的低硬件成本和复杂度的实际应用提供了理论支撑。

基于均匀相位采样提高阻抗谱测量精度的研究

周期性信号采样中,等效采样利用较低采样频率的A/D转换实现高频周期信号的采集,一定程度上弥补欠采样测量精度低的缺陷。为了有效地提高高频测量中阻抗谱测量精度与稳定性,提出一种基于等效采样思想的均匀相位采样的阻抗谱测量方法。利用单片机共时钟基准的模/数转换器(digital to analog convertor,DAC)与数/模转换器(analog to digital convertor,ADC)模块,在完成激励信号产生、输入输出信号同步采集的基础上,合理设计激励信号频率、采集频率与信号重构方法,实现高频信号单周期内均匀相位分布的等效高频采样,同时为克服常规A/D转换速度条件下难以准确实现高频阻抗谱测量的问题提供了新思路。从误差假设与拟合算法的角度,理论上分析证明了该方法降低误差的原因。并通过两种等效电路模型的阻抗谱测量对比实验,表明该方法在所设计的20~100 kHz高频段上,阻抗测量精度与稳定性得到了显著的提高。

相位噪声对 16QAM 通信系统性能影响及其均衡算法研究

在分析相位噪声对16QAM通信性能影响的基础上,提出了一种基于误差判决的多模均衡算法(Multiple Modulus Algorithm Based on Error Judgment,MMA-EJ),该算法不仅利用信号的相位信息消除了卫星通信中载波频偏引入的相位失真,还考虑了多电平幅度调制中不同半径星座点引入的幅度误差影响,因此相对于恒模算法(Constant Modulus Algorithm,CMA)来说,提高了均衡算法的精度。仿真结果表明,与传统的恒模均衡算法相比,提出的基于误差判决的MMA算法不仅可以消除高速信号传输时的码间串扰(Inter Symbol Interference,ISI),还可以消除传输系统中的相位噪声,提高16QAM通信系统的传输性能。

一种基于相位差的DBF阵列天线误差校正方法

针对数字波束形成(Digital Beam Forming, DBF)阵列天线阵元位置及相位中心存在误差时,会导致波束形成指向与理论设计指向存在偏差,进而使得比幅曲线发生畸变,造成测向结果出错及天线合成增益降低的现象,研究并提出了一种基于不同入射角下,阵列天线的相位差存在相干性原理,构造相位差误差代价函数,通过最小二乘的方式搜寻出最优阵元位置,完成对阵元位置及相位中心误差校正的方法。通过计算机仿真验证了该方法的可行性,同时在工程化中实现对阵元误差的有效校正。

基于相位误差估计的干涉仪测向算法

针对多基线相位干涉仪系统在工程应用中因测量误差导致的解模糊错误,进而出现测向跳区问题,提出一种基于相位误差估计的干涉仪测向算法。算法在相位差测量值的基础上估计不同通道的相位误差范围,确定不同基线解理论相位差区间,进一步反推理论入射角的区间,根据不同基线的理论入射角区间的交集解算模糊,算法充分考虑不同通道误差差异,提升了干涉仪系统的鲁棒性。仿真结果表明:在测量误差未超过系统误差估计范围时,可以达到100%解模糊正确率;在单通道失效,即测量误差超过系统误差估计范围时,测向有效率和解模糊正确率高于传统算法。

基于最小化灰度误差的非线性相位误差补偿方法

非线性相位误差是影响数字投影平面检测精度的重要因素,为了补偿数字投影系统中的非线性相位误差,对非线性误差的模型进行了研究与分析。根据误差模型中的高次谐波理论,构建了一个评价函数,利用此评价函数可以确定补偿之后的截断相位。首先,需要利用高步相移技术求出各谐波项的系数,然后通过相移公式求出实际的截断相位,最后,使用评价函数来求取补偿之后的截断相位。实验结果表明:此种误差补偿方法效果明显,将实际物体相位误差的平均绝对误差与标准差从0.027 31 rad和0.031 14 rad降低至0.008 71 rad和0.010 79 rad,极大提高了相位的精度。

三相电压不平衡下DDSRF-PLL与DSOGI-PLL的锁相误差检测与补偿方法

由于高渗透的分布式电源、多样化的负荷类型以及电网故障等因素,并网点三相电压不仅存在幅值不平衡,而且会出现相位不平衡现象。这种情况下,广泛应用的解耦双同步坐标系锁相环(DDSRF-PLL)和双二阶广义积分器锁相环(DSOGI-PLL)无法获得精确的同步信息。为此,该文在论证这两种锁相环具有理论等价性的基础上,阐释三相电压不平衡与锁相误差的内在关系,进而提出一种锁相误差的补偿方法,实现幅值和相位不平衡下的准确锁相。所提方法仅需对电压采样值进行简单计算即可获得不平衡相位和锁相误差,实现开环相位补偿,无需修改原有锁相结构,具有良好的拓展性。最后,通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。

双星InSAR时间同步误差对相位同步的影响

针对双星编队的InSAR雷达系统,提出了SAR与相位同步一体化的系统框架,在双星时间同步误差的基础上,提出了一种综合考虑时间同步误差、SAR和相位同步发射及接收链路时延的双星相位同步设计方法,给出了相位同步补偿后的辅星回波信号相位和双星干涉相位,推导了两种时变相位误差功率谱密度,经过理论分析和仿真试验证明:相位同步补偿后,时间同步误差不影响相位同步精度,只影响辅星目标位置。辅星回波固定相位误差较大,但不影响成像,双星干涉固定相位误差为千分之几度,对干涉测高精度影响可以忽略,辅星回波和双星干涉时变相位误差与主星相近。

基于相位偏移的条纹投影相位误差补偿方法研究

相移条纹投影技术三维成像的过程中,受设备非线性效应影响存在相位误差。针对相位误差的周期特性,引入相位偏移算法,提出一种非线性相位误差全场补偿方法。利用非线性相位误差的偏移变化,结合多个包裹相位的相位值选取特定阈值,最后使用算法遍历全场相位信息获取理想相位。实验结果显示校正后的误差点数是校正前的2.52%,证实了方法的有效性,通过与其他方法进行数据对比分析,表明所提方法修正相位误差效果有所提高。

基于零相位拟合模型的野值识别及剔除方法

通道相位不一致性是影响干涉仪测向精度的重要因素之一,修正零相位校正数据能够提高测向精度。本文提出了基于零相位拟合模型的野值识别方法,通过推导零相位的线性拟合模型,建立拟合相位误差,分析出拟合相位误差服从正态分布,从而将零相位野值识别转换为拟合相位误差的粗大误差识别,最后采用3σ准则和格拉布斯准则进行粗大误差的判别及剔除。通过本方法能够有效识别并剔除零相位野值,试验计算分析表明,零相位野值识别及剔除方法能够有效提高干涉仪测向精度,并已经在工程中得到应用。

基于混合高斯模型的无相位线路阻抗参数估计方法

输电线路阻抗参数的准确估计是配电网可靠分析的基础。已有方法估计线路阻抗需要利用测量电压电流的相位信息,但当实测数据相位角缺失时,已有方法将失效。对此,提出了一种基于混合高斯模型的无相位线路阻抗参数估计方法,该方法仅需要线路两端的电压幅值、有功功率和无功功率的实测数据。首先由电力线路的潮流关系建立含误差的线路阻抗估计模型,然后考虑到测量环境存在噪声干扰,通过引入双隐变量,将含误差的线路阻抗估计模型转化为混合高斯模型,得到线路阻抗的概率分布,并利用最大后验估计得到线路阻抗参数估计值,最后通过仿真验证所提方法能有效估计线路阻抗的大小,为相位缺失场景下的线路阻抗估计提供一个新策略。

测量电流互感器幅相误差的稳态模型

针对高压配电网扩张过程中电流互感器(current transformers,CT)测量不够精确的问题,提出一种CT幅相误差稳态数学模型。CT稳态模型与其铁芯磁性相关,可根据铁芯磁导率和功率损耗预测CT振幅误差和相位误差。减小CT误差,其中高磁导率和低损耗是铁芯理想的磁特性,同时,保持低负载阻抗也很重要。因此,将铁芯磁导率、铁芯损耗、负载阻抗与CT误差函数联系起来,将CT误差作为这3个参数的函数进行仿真分析。最后,通过实验和模型预测数据对比分析,验证所提CT稳态数学模型的算法正确性。

微波无线传能发射天线馈电相位鲁棒性优化设计

为保证微波无线传能系统具有可靠且高的传输效率,针对系统中发射天线存在的馈电相位误差,提出了一种基于最差情况分析的多准则优化设计方法。首先,推导了发射天线电性能参数与随机馈电相位误差的数学关系。其次,基于最差情况分析方法,建立了馈电相位随机误差的缩减区间描述模型。然后,提出了一种具有鲁棒性的波束收集效率优化设计方法。最后,通过蒙特卡洛方法验证了所提方法的有效性。

随机相位对分布式无人机群传输性能的影响

随着无线通信的快速发展,分布式无人机群引发了国内外学者的广泛关注。针对一个分布式无人机群通信系统,分析无人机位置偏移产生的相位误差对系统传输性能的影响。首先,在假设无人机群存在随机相位误差的情况下,考虑目的节点采用等增益合并技术接收来自各个无人机的信号以使系统获得最优的性能。接着,假设无人机通信链路的小尺度衰落服从Nakagami-m分布,推导出系统的中断概率和遍历容量的闭合表达式。最后,利用计算机仿真验证理论分析的正确性,并定量分析无人机数、随机相位误差等关键参数对系统性能的影响,为实际分布式无人机群通信提供参考。