DDS信号发生器在FPGA上的设计与实现

利用直接数字频率合成（Direct Digital Synthesis,DDS）技术,以现场可编程门阵列（Fieldprogrammable Gate Array,FPGA）芯片为载体,设计了一个信号发生器.该信号发生器能够产生频率、相位和幅度可调的周期信号.同时,DDS技术自身具有频率和相位调节功能,无需额外硬件调节电路.利用数模转换器基准电压可调特性设计实现了信号幅度调节.     

多点采样的幅度和相位自适应测量方法研究

阐述的基于多点采样的正弦信号幅度和相位自适应测量算法是一种新型的统一测量正弦信号幅度和相位的高精度算法。该算法能根据被测信号的频率变化自动调整采样频率大小以获得最优化采样频率值,然后通过对采样数据进行多点采样法处理,最终得出具有高精确度的正弦信号的幅度和相位值。     

一种相位可调的低频信号源设计

设计一种相位、频率、幅度都可调的两路波形输出的低频信号源。采用单片机和CPLD实现信号源的运算和控制，可充分利用软件支持方便地实现对信号参数的控制和修改。研究表明，利用该方法能保证高速产生的信号灵活可控，从而使系统能够满足设计要求的精度。     

一种改进型锁相环的性能分析

锁相环广泛用于现代工业控制尤其是电网电压相位锁定中,其性能直接影响电网电压频率、相位检测的准确与否。在改进型锁相环(IPLL)的基础上,分析环路稳定的充要条件,提供环路稳定的判据和仿真方法。基于Matlab/simulink对其主要性能进行数字时域仿真分析。仿真结果表明:该结构不但可以对相位阶跃、相位斜升和相位加速度实现跟踪,还可以跟踪输入信号的幅值变化,对输入信号相位变化的跟踪能力可以解决提出问题。利用改进型锁相环的功能,可以将其应用于基于幅值、相位和频率为主要参数解决问题的电力系统领域,如电力系统保护、并网变换器、电能质量分析以及无功补偿等领域。     

声波远探测发射电路系统设计

声波远探测旨在将随钻测井探测范围从井周数米提高到几十米,其对于及时识别前方"甜点"及储层边界,为调整井眼轨迹提供参考,具有重要的工程意义.声波远探测的关键技术之一在于声波发射系统的性能,传统的声波激励技术因宽频与小体积无法兼顾、能量转换效率低等不足而无法满足声波远探测的需求.结合实际工程需求,开发了一套大功率宽频声波发射电路系统,作为随钻远探测声波探测器发射换能器的驱动电路,产生不同频率、能量可控的双极性脉冲信号,驱动低频发射换能器Valerie发射声波信号.测试结果表明,该系统可稳定输出双极性脉冲信号,信号幅度在200～3000V范围内可调,频率在200～2000Hz范围内可调;体积小,适合在随钻工况下工作;与同类技术相比,该系统所激励的双极性脉冲信号具有更高的工作效率,可应用于随钻远探测.     

基于半导体光放大器的双波长激光器的微波信号产生研究

提出一种新型的基于半导体光放大器(SOA)的双波长光纤光栅激光器,并将其应用于产生微波信号。一对均匀的光纤布拉格光栅用作激光器腔内波长的选择元件,级联的2个光纤布拉格光栅(FBG)确保双波长CW激光具有较窄线宽,并通过调节FBG的工作温度以获得频率可调的微波信号。研究结果表明,通过改变光纤布拉格光栅的工作温度,可以获得波长间隔可调的稳定的双波长连续波激光输出,波长间隔为0.18~0.6nm,对应的微波信号频率范围是22.5~74.9GHz。     

数字信号发生器的设计

信号发生器是一种常用的仪器,能够实现各种波形,不同频率的输出,电子测试系统的重要部件。本研究的数字信号发生器是基于直接数字合成即DDS技术设计的,采用VHDL与C语言相结合的方法,通过查找存储于ROM查找表中的各种标准波形数据,产生频率可调并且高精度的正弦波、方波、锯齿波等常用信号,并且可以通过修改表中的数据,实现任意信号发生器。     

基于EDA技术的函数信号发生器设计

基EDA技术的函数信号发生器可产生频率可调的正弦波、方波、三角波、锯齿波、递增斜波、递减斜波和不同占空比的矩形波等多种波形,可根据用户需要进行现场可编程,达到了预定的要求。     

液晶光子晶体可调自准直特性研究

液晶材料光子晶体由于具有可调谐性而得到了广泛的研究,但目前的研究主要集中在可调的光子带隙特性上。详细研究了液晶光子晶体的可调自准直特性。使用平面波展开法分析了液晶旋转角对光子晶体自准直频率的影响,并使用时域有限差分法对光在液晶光子晶体中的传输进行了仿真。结果表明,通过控制液晶旋转角,可以对光子晶体自准直频率进行调节,从而满足不同频率自准直的需要。     

基于FPGA和单片机的实时脉冲信号参数测量仪

脉冲信号参数测量仪是一种常用的测量仪器,可以测量脉冲信号频率、占空比等参数,具有测量精度高、速度快、操作简便、数字显示等特点,广泛应用在电子技术相关的教学科研中。针对传统的脉冲信号参数测量仪价格昂贵、体积大等问题,采用低功耗的FPGA(现场可编程门阵列)芯片作为主控芯片,再由单片机控制显示被测脉冲信号的频率以及占空比,在测量频率范围和测量误差方面都很好地满足系统的设计要求。同时为了系统自校准和对外信号输出的需要,该测量仪还能产生1 MHz的标准矩形脉冲信号,具有一定的实用性。     

航空HF电台测试系统跳频信号源的实现

航空HF电台是航空通信系统的重要组成部分,担负着空空、空地之间的远程通信,关系到空空、空地之间的通信安全。通过分析航空HF电台测试和控制需求,提出基于"DDS+PLL"的检测仪跳频信号源的设计方案,介绍跳频信号源中频率合成单元电路工作原理和工作流程,分析跳频信号源各频率合成单元的输出频率的计算方法。测试结果表明,该跳频信号源具有频率稳定度高、频率分辨率高、抗干扰能力强和频率转换时间短等优点。     

木材裂纹尺寸及分布对声发射横波传播特性的影响研究

为探究木材表面裂纹尺寸与分布对声发射横波(transverse wave component of acoustic emission, AE_TW)传播特性的影响,通过锯切方式制作不同尺寸的裂纹,研究沿木材顺纹理方向传播的声发射横波的传播特性。首先,在试件表面锯切出4条具有相同长度而宽度与深度不同的规则裂纹,分别采用铅芯折断和信号发生器模拟产生突发和连续的AE源,并且通过等间距分布在试件表面的5个传感器采集AE信号,采样频率设置为500 kHz。然后,在铅芯折断试验的基础上,依据驻波成分的基频,对原始AE信号进行高通滤波处理,截止频率设置为7 kHz,再采用相关性分析的方法确定AE_TW在固定距离上的传播时差,进而依据时差定位的原理计算其传播速度。最后,通过信号发生器产生不同电压等级的150 kHz脉冲串作为AE源,研究不同裂纹尺寸下的AE_TW能量随距离的衰减规律。结果表明,在无裂纹试件中,AE_TW的平均传播速度为824.4 m·s^-1。而仅改变裂纹深度时,随着裂纹数量的增加其速...     

基于混沌振子的微弱信号检测方法研究

分析了During方程的基本形式以及During振子的混沌运动，阐述了基于相平面变化进行微弱信号检测的工作原理，并推导出系统发生间歇混沌现象的频差条件和相位差对于系统特性的影响。试验证明：该振子对与参考信号频差较小的周期小信号具有敏感性，对白噪声和与参考信号频差较大的干扰信号具有免疫力。     

电动机非全相电压畸变分析及缺相保护

应用电路理论分析断相瞬间三相异步电动机绕组电压的过渡过程和高频振荡过电压的产生，经过推导得出绕组电压的数学模型、变化曲线和影响因素，并针对上述问题设计出一种简单可靠的电机缺相保护线路     

高粱植株表面温度日变化规律研究

以4种高粱类型中的12个材料为试材,用多探头温度自动测定记录仪研究了高粱植株表面温度的变化规律.结果表明:高粱植株表面温度变化分低温稳定阶段、稳定上升阶段、高温波动定阶段、波动下降阶段和稳定下降阶段5个阶段.午间的高温波动定阶段是研究冠气温差的最佳时段,但存在温度浮动大而且频繁的特点,温度波动易导致试验误差.在温度稳定上升阶段,品种间以及品种与气温的差异表现相当稳定,重复率较高,此阶段也可以作为研究植株体表面温度和气温差异的合适阶段.不同高粱类型间、品种间表面温度存在差异,且在一日当中品种间温度差异表现不尽相同;午间温度低的品种,在温度上升阶段升温较快,品种间差异比午间还要高.这一研究结果为认识高粱的体表温度特征和利用体表温度作为筛选高粱抗旱、高产基因型的指标奠定了基础.     

基于LabVIEW的光纤光学实验室综合测控系统设计

针对非线性光学实验的测控需求,利用LabVIEW强大的虚拟仪器技术开发出一套"光纤光学实验室综合测控系统".该系统操控简便、人机交互性强,通过模块化设计整合了激光器控制器、信号源、可调激光源、功率计、光谱仪、频谱仪和示波器等多种仪器设备,能够自动改变实验系统的关键参数并实时并行抓取光谱、频谱和时间序列等多种数据,从而实现高度自动化的科研实验.结果表明,该综合测控系统的研发能够显著提高实验效率,为完成各项科研任务提供了有力的支撑.     

The oscillatory bioelectrical signal from plants explained by a simulated electrical model and tested using Lempel-Ziv complexity

This paper demonstrates the oscillatory characteristics of electrical signals acquired from two ornamental plant types (Epipremnum pinnatum and Philodendron scandens - Family Araceae), using a noninvasive acquisition system. The electrical signal was recorded using Ag/AgCl superficial electrodes inside a Faraday cage. The presence of the oscillatory electric generator was shown using a classical power spectral density. The Lempel and Ziv complexity measurement showed that the plant signal was not noise despite its nonlinear behavior. The oscillatory characteristics of the signal were explained using a simulated electrical model that establishes that for a frequency range from 5 to 15 Hz, the oscillatory characteristic is higher than for other frequency ranges. All results show that non-invasive electrical plant signals can be acquired with improvement of signal-to-noise ratio using a Faraday cage, and a simple electrical model is able to explain the electrical signal being generated.     

基于FPGA数字系统的硬件调试技术

现场可编程门阵列（FPGA）广泛应用于数字系统的设计，在数字系统中设计内置的信号发生器和嵌入的逻辑分析仪有助于系统硬件调试．分析了FPGA内置信号发生器实现原理和嵌入逻辑分析仪SignalTap II的配置，并给出了在研制1Gb／s光纤通道交换机过程中的系统硬件调试实例，丰富了硬件调试方法．     

基于分段波形的信号瞬时频率计算方法

针对局部均值分解（Local Mean Decomposition，LMD）中乘积函数（Product Function，PF）分量的瞬时频率计算问题，引入了一种新的信号瞬时频率计算方法.该方法基于分段波形，先将信号分成若干个全波段（full wave），然后以一组递增的反正弦函数定义每个全波段的瞬时相位，进而得到信号的瞬时频率.由该方法得到的瞬时频率理论上是正的、稳定的并且能够确保信号局部特征信息的完整.应用该方法计算了仿真信号和实际齿轮故障振动信号的瞬时频率，并与其他方法求得的瞬时频率进行了对比.结果表明，本文方法非常适合求取信号的瞬时频率.