直接采样微波辐射计统计模型及定标研究

直接采样微波辐射计对射频信号直接采样,是一种结构简单的数字辐射计.受高速、宽带模数转换器(ADC)采样、非理想量化的影响,直接采样数字接收机输出信号的统计特性将改变,传统辐射计的定标方法不再完全适用于直接采样微波辐射计.论文分析ADC的非理想量化,建立直接采样数字接收机输出信号的统计模型和直接采样微波辐射计的定标方程;实验采用多点定标方法对直接采样微波辐射计进行定标,并用三次样条插值拟合直接采样数字接收机输出信号功率估计值与输入噪声温度之间的转移曲线,提高直接采样微波辐射计的测量精度.     

测量技术与设备

Y98-61497-303 9909598反射对湿度测定用的微波衰减测量的影响=Reflectioninfluence on microwave attenuation measurement formoisture determination[会,英]/Ma,Z.-H.& Okamu-ra.S.//1997 3rd International Conference on ElectronicMeasurement and Instruments.—303～306(YG)提出一种测定湿度用的考虑到反射影响的微波损耗测量新方法,并由实验结果证明可行。采用该新方法研究了反射对测量微波衰减和传输距离及密度间关系的影响。指出,衰减和传输距离之间呈线性关系,但由于反射影响,平移了一段距离。但是衰减和密度之间的线性关系却由于反射影响而变为非线性。根据实验结果,每单位传播距离的衰减和密度是一个只依赖于湿度含量的函数,该函数对检测湿度含量是有用的。参6     

基于矢量信号发生器的MLS信号产生与校准研究

基于微波着陆信号特性,提出了应用矢量信号发生器的MLS信号产生方法,与传统微波着陆模拟器相比,信号参数调整更加灵活;同时,采用高速数字示波器、矢量信号分析仪等通用仪器,通过对微波着陆信号直接采样,实现了微波着陆角度及DPSK特性的校准,与传统方法相比,校准精度更加准确、可靠,确保微波着陆系统功能、性能测试。     

基于单片机和FPGA的数字示波器的设计

随着电子技术的发展,对电路测量的要求越来越高。提出了一种基于数字示波器原理,以单片机和FPGA为控制核心的数字示波器实现方法。系统由信号调理、程控放大、比较整形和时钟产生、采样控制、测频模块和校准信号产生等模块组成。可测频率范围10Hz到10MHz,幅度范围2mV到20V,垂直灵敏度共11档,扫描速度共21档。实时采样...     

一种用于取样示波器的高速数字信号传输速率的测量方法

取样示波器利用顺序等效采样技术可以实现对宽带、高速信号进行采样和波形恢复,从而对信号质量进行分析。因此取样示波器在5G高速通信、雷达等信号测量领域得到广泛应用。但是取样示波器采用的顺序等效采样方法是对被测信号进行多周期间隔、不连续采样,采样间隔周期不确定,导致不能直接从恢复的波形中分析出被测信号的传输速率。为确定传输速率,提出一种基于快速傅里叶变换算法的速率计算方法。通过实验验证,此方法能够准确计算出高速数字信号的传输速率,相对误差均在1%以内,并且在采样点数及眼图叠加次数较少的情况下仍然适用。     

压缩感知宽带接收机的电路字典基获取技术

研究压缩感知用于信号采样的工程化问题,给出了MWC（Modulated Wideband Converter）结构压缩感知宽带接收机的具体设计方案,提出了字典基自环测量获取方法和字典基的时延估计补偿算法,有效解决了工程化中因观测电路存在传输时延、通带波纹等与理论观测矩阵不一致,导致压缩感知处理数字调制信号时存在重构畸变的问题.实验测量了接收机的频率覆盖范围,验证了压缩感知的有效性,并以QPSK（Quadrature Phase Shift keying）信号解调误码率为标准量化评估了压缩采样造成的信号质量损失.     

基于DSC的火箭弹引信检测系统设计

为了控制火箭弹引信产品质量并提高生产效率,设计了基于数字信号控制器(DSC)的检测系统。检测系统主要由电源、信号调理电路、涡轮电机模拟电路和测速信号发生电路等模块组成,重点对涡轮电机模拟电路和信号调理电路进行介绍,并设计了A/D采样、接口通信和逻辑控制等软件。系统与示波器同时对引信进行检测实验,对比了结果,并分析了系统误差的来源。实验结果表明,检测系统能有效获得解保发火信号的幅度与时间值,在引信批量生产中可显著减少检测时间。     

基于TFT彩屏液晶的便携数字存储示波器

设计了一种以TFT彩屏液晶模块为显示器件的新型便携数字存储示波器。示波器的信号调理电路通过CA3338E的输出信号控制两级AD603放大,结合单片机控制继电器对信号进行衰减,实现了程控衰减放大和自动增益控制的功能。对于A/D采集到的信号,在单片机内部开辟RAM存储区对波形数据进行循环缓存,达到了边采集边显示的控制效果。在对波形显示的控制中,使用数字化的触发器代替传统的硬件触发电路,降低了系统的复杂度,借助于正弦插值技术,使屏幕显示的波形连续稳定。该示波器可以用来显示常用信号的波形,并进行相关参数的测量显示,具有输入信号的动态范围大,体积小,便于携带的优点,具有广泛的应用空间。     

动静态监测光纤光栅传感信号的实验研究

基于可调谐光纤TF Fabry-Pent（FP）滤波扫描传感光纤Bragg光栅（FBG）反射峰的原理．提出一种新颖的探测方法，分别从动静态两方面监测传感FBG反射谱与TF F-P透射谱的合成谱。实验中．通过加载到TF F-P滤波器的驱动信号的不同，在静态监测下，模拟并分析了光信号功率与转化电压的趋势图以及多次实验中探测到最大信号时两者的关系；用双踪示波器动态实时监测并分析了经光电探测（PD）及其放大调理电路转换后的电压变化信号。实验结果表明．PD探测的最大值与传感FBG反射峰对应。经过标定后的系统分辨率可达1pm，测量精度为0．01nm。     

示波器探头的使用及测量结果的误差分析

示波器探头在电路测试中起着至关重要的作用.探头的使用应不以任何方式影响到信号本身.介绍了示波器探头的定义,并详细论述了实际工作中最常用的无源电压探头的原理、在实际测试中对电路的影响以及使用时的注意事项.对示波器/探头系统的上升时间对测量结果引入的误差进行了分析,并对实际测试中探头的选择给出了很好的建议.只有与示波器和被测电路都匹配良好的探头才能把信号无失真地送入示波器.最大限度满足信号的完整性和测量的精度的要求.     

Picosecond optical sampling

A high speed sampling technique is proposed using a cascade of optical waveguide interferometers driven by CW sinusoidal traveling or standing microwaves. Each interferometer multiplies the optical signal by a function closely approximated bycos^{4} omegat, where ω is the frequency of its microwave drive. A cascade of four interferometers with 2.6 V microwave drives at 10, 20, 40, and 80 GHz and a total length of 2 cm can sample an optical signal with 2 ps resolution and 50 ps between samples. The sampler might be used in a picosecond sampling oscilloscope or in experiments requiring a jitter-free train of identical pulses.     

Large-signal modeling method for power FETs and diodes

Under a large signal drive level, a frequency domain black box model of the nonlinear scattering function is introduced into power FETs and diodes. A time domain measurement system and a calibration method based on a digital oscilloscope are designed to extract the nonlinear scattering function of semiconductor devices. The extracted models can reflect the real electrical performance of semiconductor devices and propose a new large-signal model to the design of microwave semiconductor circuits.     

功率FET和二极管大信号建模方法

Under a large signal drive level,a frequency domain black box model of the nonlinear scattering function is introduced into power FETs and diodes.A time domain measurement system and a calibration method based on a digital oscilloscope are designed to extract the nonlinear scattering function of semiconductor devices.The extracted models can reflect the real electrical performance of semiconductor devices and propose a new large-signal model to the design of microwave semiconductor circuits.     

High-frequency periodic time-domain waveform measurement system

A system is presented for the accurate measurement of high-frequency periodic time-domain voltage and current waveforms of a nonlinear microwave device. The measurements are performed in the time domain using a high-speed sampling oscilloscope. The results are Fourier-transformed into the frequency domain for error correction and then back into the time domain. An error-correction algorithm is presented that makes it possible to obtain accurate waveforms in spite of nonideal system components. Practical difficulties in measurement-system characterization are also discussed. An accurate circuit model for the measurement fixture is developed and its element values are determined. Measurement results are given showing the waveforms in a microwave transistor operated in the nonlinear region. The errors caused by signal processing are discussed     

基于声卡和LabVIEW的虚拟仪器设计与实现

为了在对采样频率要求不高的情况下进行信号的生成和分析,采用声卡取代价格昂贵的数据采集卡进行采样和输出,利用虚拟仪器开发软件LabVIEW,分别设计和实现了基于声卡的虚拟信号发生器和虚拟示波器。信号发生器可以产生方波、三角波等常用波形和自定义波形,示波器具有波形显示、图像暂停和截取以及频谱分析功能,所设计的虚拟仪器具有友好的人机界面,只需两台计算机即可进行完整的自测试     

基于GPIB总线技术的计算机集成测试系统设计

针对采集速率要求较快的测试系统，利用示波器具有采集频带宽、灵敏度高、抗干扰性强等优点，通过带有GPIB接口的示波器采集数据，并同时借助虚拟仪器中VISA 的I／O控制功能对示波器进行操作控制，实现示波器与PC机之间的数据传输。     

基于STM32的数字示波器设计与实现

为实现一个高采样率,宽频带的便携式数字存储示波器,设计了以STM32为控制核心的数字示波器。硬件平台主要采用了AD8260数字程控增益放大器作为前端信号调理电路,ADS830高速宽带模数转换器和IDT7204高速缓存作为数字采集电路,以及信号波形采用了TFT彩屏显示。另外,通过采用数字内插的数字信号处理算法来重建和还原信号波形,进而改善了信号波形显示细节。最后对研制样品进行了实验室测试,实验结果表明硬件设计思路与软件及算法的处理是正确的,性能参数达到设计要求,可以应用在工程实践中。     

碲镉汞pn结中少数载流子寿命的测量

采用改进的光致开路电压衰退方法测量了不同组分Hg1-xCd，Te光伏探测器中光生少数载流子寿命。激发光源为脉冲YAG激光泵浦的光学参量产生器／放大器形成的可调谐红外脉冲激光器。为了减小结电容和串联电阻的影响，引入稳态背景光照明。用存储示波器记录pn结两端开路状态下的电压变化。从指数衰退的曲线经拟合得到开路电压的衰退时间常数，认为其反映了碲镉汞pn结中光生载流子的寿命。实验结果表明：四种组分的探测器在液氮温度下其少数载流子寿命值范围在18—407ns之间。     

Microwave Emission from Smooth Bare Fields and Soil Moisture Sampling Depth

This paper studies the depth to which soil moisture can be directly estimated with microwave measurements over smooth bare fields. The analyses are based on both theoretical and experimental considerations at the frequencies of 1.4, 5.0, and 10.7 GHz. Radiative transfer calculations of microwave emissivities at these frequencies are performed with a number of moisture profiles measured for two soils. The calculated emissivities are compared with those derived from the Fresnel equation to deduce the microwave sampling depth in soils. The data acquired from the ground-level radiometric measurements during the summers of 1979-1981 are examined and compared with the theoretical retical analysis. Both theoretical and experimental analyses lead to the conclusion that the microwave sampling depth in soils is about one tenth of the wavelength of observation. It is shown that the moisture content at any depth near the surface of a smooth soil can be estimated, in principle, by a combination of a radiometric measurement and a curve generated by the Fresnel equation at an appropriate frequency, provided that the texture of the soil is known.     

示波器探头对测量结果的影响分析

用示波器和探头对信号进行测量,是对信号进行分析和采样的手段之一.随着被测信号频率的提高,示波器和探头构成的这个测量系统中存在的寄生参数将给被测波形引入很大的失真,如何选用合适的探头与示波器匹配,将测量误差减到最小,是必须解决的问题,只有深刻理解了这些寄生参数对测量波形的影响,在测试中才可以采用适当的防范步骤,保证最大的测量精度.