满足0.2级的光纤电流互感器信噪比分析

电流比值误差和相位误差是检验互感器的重要指标,噪声对其有较大影响.光纤电流互感器不同于传统电流互感器的重要特征之一即是存在较大噪声,在测量小电流时表现尤为显著,已经成为阻碍光纤电流互感器实用化进程的重要难题.分析了高斯白噪声背景下电流比值误差和电流相位误差的统计特征,研究了0.2S级下电流互感器数字输出信号信噪比所需满足的条件,探讨了电流互感器信噪比的计算方法以及影响信噪比的因素,并设计实验验证了理论分析的正确性.分析表明,为满足0.2S级光纤电流互感器信噪比需达到136,在额定电流以及数据更新率一定的情况下,仅有通过降低噪声以及增加敏感线圈缠绕圈数的方法可以提高系统信噪比.     

新型电流互感器对计量误差影响研究

为了研究新型光纤电流互感器对计量可能造成的误差,分析了新型光纤电流互感器误差产生的几个因素,并针对这几个因素做了对新型光纤电流互感器的误差分析。通过对1 4波片以及Verdet常数温升实验,实验结果表明新型光纤电流互感器精度非常高,势必会成为新一代互感器的代替品。本文先从光纤电流互感器的基本原理说起,随后分析了影响光纤电流互感器性能参数的几个误差因素,并针对其中的一些误差因素提出了解决措施并做了实验加以验证。     

光纤电流互感器平均波长漂移变比误差

全温条件下(-40~60℃)测量精度误差较大是影响光纤电流互感器实用化进程的主要原因之一。传感光纤的维尔德常数随光纤内光波平均波长变化,导致系统输出变比漂移,从而降低系统的测量精度。理论分析了光谱平均波长与系统输出变比之间的关系,并通过实验验证了关系式的准确性。分别对光纤电流互感器光路各组成器件对通过光平均波长的影响进行了分析,实验测量了变温条件下平均波长变化的趋势以及程度。提出了起偏器与延迟光纤在变温条件下对平均波长影响的自补偿方案,有效的减小了传感光纤中平均波长的漂移程度。保证光纤电流互感器在变温条件下到达0.2 s级精度要求。同时为适应更高测量精度应用场合提供了参考。     

调制SOA的偏置电流对谐波锁模光纤环行激光器输出脉冲的影响

本文提出了一个谐波锁模光纤环行激光器模型 ,该模型包含两个半导体光放大器 (SOA) ,其中一个SOA作为调制器(简称调制SOA) ,另一个提供增益 (简称增益SOA)。本文着重研究了调制SOA的偏置电流对锁模脉冲的影响。结果表明 :随着偏置电流的增大 ,脉冲形状将发生扭曲 ,甚至出现多峰结构 ;且输出脉冲的峰功率和方均根宽度都将增大。理论研究结果符合实验观测。     

1. 30μm2MQW2SLD 的性能与注入电流和温度的关系

全面测试了峰值波长为1. 30μm 的InGaAsP/ InP 多量子阱型超辐射激光二极管 (MQW2SLD) 模块的输出光功率、光谱和消光比随注入电流及温度变化的关系。得到:MQW2SLD 显示了软阈值特性。温度不变时,其输出光功率随注入电流的增大而增加;MQW2SLD模块的峰值波长随注入电流的增大而减小;注入电流不变时,其输出光功率随管芯温度的升高而减小;峰值波长随温度升高而增大。SLD 模块的3dB 带宽随注入电流的增大及管芯温度的升高而变化。注入电流大于阈值电流时,MQW2SLD 模块的消光比随注入电流和管芯温度的升高而增大。     

利用导通电压降监测SLD的输出光功率

由于传统的光功率采集仪精度不高,在实验中无法明显地显示出光功率在短期内的变化,而采集电压的数据采集系统可以很好地解决这个问题。在分析1310 nm超辐射发光二极管(Super Luminescent Diode,SLD)光源的工作原理的基础上,设计了一种在恒温条件下控制驱动电流来使SLD稳定工作的驱动电路,进行了理论分析和实验验证,给出了利用SLD电压降监测输出光功率的新方法,取得了真实可靠的实验数据。通过SLD光源的驱动实验得出输出光功率与驱动电流和SLD两端电压降的相关关系,结果表明,输出光功率与电流具有良好的线性关系,与电压具有良好的正相关指数关系。利用采集电压降监测SLD的输出光功率,大大提高了测试精度和数据分辨率,同时为SLD退化寿命试验提供了新的电学参数。     

1.30μm-MQW-SLD的性能与注入电流和温度的关系

全面测试了峰值波长为1．30μm的InGaAsP／InP多量子阱型超辐射激光二极管(MQW—SLD)模块的输出光功率、光谱和消光比随注入电流及温度变化的关系。得到：MQW—SLD显示了软阈值特性。温度不变时,其输出光功率随注入电流的增大而增加;MQW—SLD模块的峰值波长随注入电流的增大而减小;注入电流不变时,其输出光功率随管芯温度的升高而减小;峰值波长随温度升高而增大。SLD模块的3dB带宽随注入电流的增大及管芯温度的升高而变化。注入电流大于阈值电流时,MQW—SLD模块的消光比随注入电流和管芯温度的升高而增大。     

垂直腔半导体光放大器双稳及逻辑特性的理论研究

基于垂直腔半导体光放大器(VCSOA)双稳模型,从数值上分析了VCSOA的双稳条件、双稳控制以及双稳环简并下的AND逻辑实现.结果表明,在阈值附近(大于阈值的93%)和初始相位失谐量为负的情况下,输出光功率出现双稳态.偏置电流为阈值的98%时,输入光功率在5.5μW和2.2μW处发生上下跳变的结果与实验报道结果吻合得较好.同时,从理论上给出了偏置电流、相位失谐量、线宽展宽因子、顶端面反射率等控制参数对VCSOA开关功率、跳变点、双稳环宽和环宽简并以及对比度的影响规律.     

基于XGM的SOA波长变换器噪声特性分析及实验研究

本文将半导体光放大器的ASE噪声功率引入到SOA分段动态模型,得到随SOA长度变化的ASE噪声功率,并讨论了偏置电流、泵浦光功率、SOA长度对变换性能影响.理论计算结果表明,大的偏置电流有利于提高消光比(ER)和信噪比(SNR);对于长度一定的SOA和一定的偏置电流,泵浦光功率存在最佳值;SOA长度存在信噪比最佳值.我们对2.5Gbit/s SDH信号进行了XGM方式波长变换,实验结果与理论分析一致.     

半导体光放大器交叉相位调制点的优化设计

提出了一种采用斐索干涉仪测量由交叉相位调制产生的非线性相移的实验方案,得到了不同探测光功率、控制光功率和偏置电流条件下的相移公式。结果表明,非线性相移与控制光功率和偏置电流呈单调递增关系,与探测光功率呈单调递减关系,优化设计了半导体光放大器交叉相位调制的工作点。提出了影响非线性相移的最佳相位调制点的确定方法,得到π/2相移的最佳相位调制参数:探测光功率为0.29 mW,控制光功率为0.5 mW,偏置电流为276 mA。     

基于MCU＆LabVIEW的电流互感器在线校验系统设计

本文提出了一种基于MCU＆LabVIEW的电流互感器在线校验的方法。该方法通过在线同步测量输电线上的电流（一次侧电流）和被检验互感器的输出电流（二次侧电流）,并将一次侧电流和二次侧电流的测量结果（包括比差,角差）进行比对完成对电流互感器的在线监测,从而在不断闸的情况下实现了高精度的电流互感器的校验,保证了电能计量的准确性和公正性,维护了发电、输电以及用户的利益。实验结果表明,在一次测电流为200～720A、600—1500A时,该校验系统的精度达到0．1级。     

基于偏振调制型全光纤电流互感器的研究

随着电力系统输电电压等级和传输容量的不断提高,传统的电磁式电流互感器暴露出诸多问题已难以满足当今社会的需要。本系统通过对光纤电流互感器的理论基础进行了深入的研究,并在此基础上建立了光纤电流互感器数学模型;根据模型设计了光纤电流互感器光路系统,并根据光路特点选择了相关器件;根据光路系统输出信号的特点,设计了激光器驱动电路和光纤电流互感器信号检测电路,对检测电路的性能进行了单独测试;最后,设计了光纤电流互感器准确度测试系统,并对所设计的光纤电流互感器系统进行了整体测试。测试结果表明,在相同的测试环境下,该光纤电流互感器的输出具有极好的线性,测试结果符合 IEC 0.2S 级。     

Application of Reset Voltage Feedback for Droop Minimization in the Unidirectional Current Pulse Transformer

This paper investigates the application of reset voltage feedback for reducing errors due to droop in the signal derived from a current transformer sensing unidirectional current pulses in switched-mode power converter applications. Droop is minimised by applying a correcting voltage in series with the transformer's output terminals during the current pulse. The magnitude of the correcting voltage is based on the transformer's reset voltage sensed during the power converter's previous switching cycles. A model of the scheme is presented and a circuit is implemented. Reductions in both peak and average current droop are demonstrated.     

联合菲涅耳变换相关器相关性能研究

使用纯相位空间光调制器编码线性相位掩模,实现了联合菲涅耳变换相关器.为分析空间光调制器相位调制误差对相关器相关性能的影响,数值模拟了不同相位调制误差下的相关输出,结果表明相位调制误差越大,相关器相关峰值越低,且相关峰半高宽越大.与双光楔联合菲涅耳变换相关器进行了实验对比,由于空间光调制器的相位调制精度低于光楔器件,实验结果表明双光楔联合菲涅耳变换相关器具有更高的相关峰值和更小的半高宽,与数值模拟结果相符.     

Effect of optical amplifier noise on laser linewidth requirementsin long haul optical fiber communication systems with Costas PLLreceivers

The impact of optical amplifier noise is analyzed in investigating the performance of optical long-haul PSK homodyne communication systems with Costas phase locked loop (PLL) receivers. The laser linewidth requirement for an optically amplified system becomes relaxed in comparison with the system with no optical amplifier, owing to the fact that the effect of incomplete phase tracking becomes less important as a larger signal power is demanded to maintain a fixed bit-error rate. Also, it is found that the power splitting ratio regarding the power distributions for the I-arm and the Q-arm of a Costas loop can vary in a wide range without having much influence on the performance of an optically amplified system. As a matter of fact, the power penalty induced by incomplete phase tracking for a system with a large number of cascaded optical amplifiers is mainly due to the finite phase error and not due to the power splitting ratio, and this may fail a previously-reported method for finding the required laser linewidth by assigning a certain amount of power penalty that is due to the power splitting ratio     

光纤电流互感器用半导体激光器数字驱动电路设计

半导体激光器的输出性能直接决定了光纤电流互感器的测量精度和长期运行稳定性。为提高光纤电流互感器的测量精度与稳定性,设计了一种高精度半导体激光器数字驱动电路。以STM32微控制器为控制核心,利用高精度电流源芯片ADN8810实现驱动电流的精密控制,同时采用集成温控芯片MAX1978通过控制半导体制冷片的工作电流实现对激光器温度的精确控制。经实验测试,其输出电流稳定度为0.028%,温度控制稳定度为0.18%,激光器输出光功率稳定度达到0.06%,输出波长稳定度为0.05pm。该设计能够满足光纤电流互感器对光源输出性能的要求。     

数字组合式光电互感器的误差分析与校正

介绍了一种可以同时测量母线电压与电流的新型数字组合式光电互感器，详细分析了组合式光电互感器数据采样与传输系统的系统误差，提出了误差校正的数值计算方法。分析结果表明，采用误差校正算法可以使幅值与角差满足测量要求。此外，文中还给出了光电互感器内部基于光纤传输的数据帧格式及其数据恢复与同步方法。     

Research on the filtering characteristic of single phase series hybrid active power filter based on fundamental magnetic flux compensation

In this article, the PWM inverter works as a controlled fundamental current source in the single phase series hybrid active power filter (APF) based on fundamental magnetic flux compensation (FMFC). The series transformer can exhibit the self-impedance of primary winding to harmonic current, which forces harmonic current to flow into passive power filter. With the influence of harmonic current, the voltage of primary winding of transformer is a harmonic voltage, which makes the inverter output currents have a certain harmonic component, and it degrades the filtering characteristics. On the basis of PWM inverter, the mathematical model of series hybrid APF is established, and the filtering characteristics of single phase APF are analysed in detail. Three methods are gained to improve filtering characteristics: reasonably designing the inverter output filter inductance, increasing series transformer ratio and adopting voltage feed-forward control. Experimental results show that the proposed APF has greater validity.     

高功率雷达空间功率合成效率研究

高功率微波空间功率合成效率直接关系到高功率雷达输出功率的大小,重点研究高功率雷达空间功率合成效率问题。首先推导出高功率微波空间合成效率公式;然后分析了影响合成效率的相位误差、目标位置误差、时延误差和阵元间距误差等因素;最后提出一种幅度-相位联合调整的方法,通过增加幅度调整电路和相位调整电路,减小通道的幅相误差,提高空间功率合成效率。