无源核子料位计中脉冲峰值采样系统的设计

针对无源核子料位计中测量精度不高的问题,设计一种随机脉冲峰值采样系统.该设计通过比对不同类型的峰值检测电路,选取了跨导型脉冲峰值检测方案,在分析核脉冲波形的过程中结合探测器实际情况,推导出该检测系统的参数,实现带宽高达15 MHz的随机峰值检测系统.最后通过Spice模型仿真,结果表明系统具有快速的频率响应、低失真性,从而证明此脉冲峰值系统可行性,能够有效提高无源核子料位计的测量精度.     

脉冲激光多回波峰值检测电路设计

在脉冲激光探测中，常采用峰值检测电路获取强度信息。当激光通过部分反射或部分遮挡的空间多层物体时，会产生多个回波。传统峰值检测电路无法准确探测多回波峰值。因此，基于脉冲多回波峰值检测原理，设计了一种具有高集成度的新型脉冲多回波峰值检测电路芯片。该芯片以两级峰值采样保持电路结构为基础，通过采用交织采样和多路复用技术优化了电路结构，实现了对多回波信号的峰值检测。芯片采用CMOS 0.18μm工艺设计，面积约为2.6 mm×0.48 mm，测试结果表明，所设计的芯片能够有效检测幅值范围50～500 mV、脉宽5 ns的多回波信号，峰值输出电压的最大误差为4.8%，通道间的输出电压最大相对偏差为5.7%，具有更精细的多回波探测能力，可集成应用于脉冲激光探测系统。     

基于STM32的脉冲峰值功率测量核心设计

针对提高脉冲峰值功率的测量精度的目的,通过利用微波信号处理、信号峰值检波、信号采样和数据处理相关理论,以AD8318对数检波芯片和AD9238高速A/D芯片为核心,以STM32为计算显示平台,构成脉冲峰值功率测量的设计方案,并通过标准功率源进行了测试,试验证明该方案设计的脉冲峰值功率仪实现了对脉冲峰值功率的准确测量。     

基于FPGA的伽玛信号峰值检测方法

在石油测井行业中伽玛能谱的测量是一种很重要的测井方式,本文结合脉冲中子能谱测量,对伽玛脉冲峰值检测做了研究,利用微分、延时电路及FPGA器件,能很好地检测到伽玛信号的峰值,由实验结果可知,峰值检测的线性度基本满足能谱测量的需求。     

基于FPGA的四象限探测器信号处理板设计

针对激光半主动导引头四象限探测器对回波窄脉冲信号高精度同步采样需求,设计了一款基于FPGA的四象限探测器信号处理板。该设计主要包括峰值检测模块、触发模块和FPGA模块。探测器前端板输出信号经峰值检测模块自动获取峰值电压后,由ADC实现模数变换,在FPGA内进行目标位置解算并形成制导指令上传至飞控板。其核心设计峰值检测模块,解决了窄脉冲信号峰值捕获的难题。实验表明,该设计输出波形稳定,且输出与输入具有良好的线性关系,最大相对误差小于4,通道一致性高于98,满足四象限探测器读出需求;与现有两款峰值检测模块进行性能对比,表明该设计性能表现良好。     

高重频激光地面足印探测器峰检电路的设计

设计了一款两级峰值检测电路,实现对上升沿为3 ns、脉宽为5 ns、下降沿为3 ns、重频为10 kHz的脉冲信号的峰值检测与保持,利用STM32单片机的模数转换器完成电压信号采集。给出以APD为光电探测器件的地面探测器系统的基本结构框图,利用探测器系统中的放大电路模块使接收激光脉冲宽度从1 ns展宽至5 ns,搭配峰值检测电路模块实现窄脉宽、高重频激光信号的检测与数据记录。利用信号源完成峰值检测电路部分的功能测试,使用重频为1 kHz、脉宽约为1 ns的激光器完成探测器系统整体的功能测试,实验证明此系统可以较好地检测并记录该激光信号的峰值。     

单光子探测峰值扫描法高精度光纤传输时间测量研究

提出了一种基于单光子探测的光纤传输时间峰值扫描测量方法。通过调节门控信号的到达时间以及与光脉冲匹配的开闸宽度,统计单光子探测器的计数率峰值来判断光脉冲的准确到达时刻,避免了单光子探测器在盖格工作模式下输出雪崩脉冲的时间抖动测量误差。在理论分析峰值扫描测量法的基础上,设计了峰值扫描测量实验系统,在长度为125 km光纤信道上测量光脉冲传输时间精度达到35 ps,同时验证了实验系统测量的准确度约为13 ps。     

基于Modbus—RTU协议的交流电压峰值表设计

交流电压峰值检测是工业用电安全监控中的一项重要指标,介绍一种以MSP430F449,MAX1270和RS 485总线硬件为基础,基于Modbus-RTU通信协议的智能交流电压峰值表测量系统的设计,且成功应用到交流电压的峰值检测中.该系统具备便携、低功耗等特点,易于与电脑或符合Modbus-RTU协议的控制器连接,可方便地组建远程监控系统.     

一种有载频超宽带脉冲源设计

针对无载频脉冲低频分量大、辐射效率低、频带可调性差等问题,设计了一种以阶跃恢复二极管、D触发器及超宽带调制器为主的宽频带、高重复频率、低振铃水平的有载频超宽带脉冲源。该脉冲源电路由驱动电路、高速开关电路、整形电路、超宽带调制器及振荡器电路组成。实测结果表明,脉冲源输出脉冲信号重复频率可达125 MHz,脉冲宽度600 ps（底宽）,脉冲振铃水平低于10%,峰-峰值为5.4 V,-10 dB带宽可达4.2 GHz。脉冲信号中心频率与载频相同,可在6.6~8.5 GHz之间灵活设置。利用所设计的脉冲源进行时域测量,其结果与矢量网络分析仪频域测量结果相比幅频特性均方根误差小于0.21 dB。该脉冲源可应用于超宽带时域测量、短距离高速无线通信、高精度室内定位等应用。     

自触发脉冲激光测距飞行时间测量研究

提出一种新型脉冲激光测距方法——自触发脉冲飞行时间激光测距方法。运用该方法有效解决了传统脉冲激光测距法中存在的提高测量精度和缩短测量时间两者之间的矛盾。对该方法及本质特点进行了详细描述和理论分析,并给出用于描述该方法的基本方程。其飞行时间测量系统的设计很大程度上决定了自触发脉冲激光测距的测量精度和测量速度。设计并实现了基于CPLD的自触发脉冲激光测距飞行时间测量系统。CPLD的使用提高了测量精度,并且结构简单,体积小,可靠性高,非常适合高性能便携式的激光测距仪。     

星载激光目标指示器光学系统研究

介绍了星载激光目标指示器的总体方案,利用遥感成像分系统与伺服分系统对目标进行图像跟踪,由激光发射系统对目标实施激光指示。对遥感成像分系统的工作波段、系统焦距、口径、积分时间和视场等关键参数进行了优化选取,对激光发射系统的工作波长、脉冲宽度、峰值功率、束散角和指示精度等进行了分析。并开展了遥感成像分系统与激光发射分系统的光学系统设计,设计结果表明,分系统设计能够满足指标分配要求,具备实现的可能,总体设计能够满足星载激光目标指示器在500 km轨道高度,对中等大小舰船进行激光指示的功能需要。     

脉冲红外激光助视夜视技术研究

在分析微光夜视系统视距理论的基础上．论证了用脉冲红外激光阵列助视提高微光夜视系统视距的可行性。针对激光助视易于暴露的缺陷,提出了微光夜视伪随机瞬态激光增强技术。系统研究了伪随机编码理论,并硬件实现了瞬态激光伪随机编码调制及同步图像捕捉控制电路。建立了脉冲红外激光助视微光夜视系统,进行了多次室内、野外试验及试验结果观测评估,取得了较好效果。     

受激布里渊散射主被动混合调Q光纤激光器

基于瑞利散射和受激布里渊散射(RS-SBS)的被动调Q掺铒光纤(EDF)激光器的输出脉冲序列具有重复频率低、脉宽窄、功率高的特点,适合光时域反射(OTDR)系统对脉冲光源的基本要求,但是输出的脉冲序列不够稳定。提出在被动调Q激光腔中插入声光调制器(AOM)构成主被动混合调Q激光器。实验结果证明,这种混合调Q的方法既保持了声光调制器主动调Q激光器输出脉冲序列重复频率低而且稳定的特点,又发挥了瑞利散射和受激布里渊散射被动调Q机制动态速度快、输出脉冲宽度窄的优势。在120~200 mW的抽运功率条件下,得到的脉冲序列重复频率从30 Hz~90 kHz连续可调,脉冲宽度最小可达20 ns,峰值功率最高可达200 W,脉冲重复频率稳定度优于5%,脉冲幅度起伏不大于10%。脉冲峰值功率和脉冲宽度受抽运功率的影响不大,但随着调制频率增加,脉冲峰值功率降低而脉冲宽度加宽。     

低频/甚低频电磁脉冲测量系统研究

为了准确地测量电磁脉冲（electromagnetic pulse,EMP）的波形,开展低频/甚低频（low-frequency/very low-frequency,LF/VLF）EMP的形成和传播机理研究,识别不同EMP的特征,并以此为依据来识别、确认雷电及核爆炸等现象,提出了一种高分辨率的EMP原始波形测量系统方案,同时针对LF/VLF这一较低的频段提出了一套有效的系统标校方法,实现了对EMP的连续、准确测量和快速有效判别,并能通过网络实时上传数据.系统采用正交环磁场天线和平板电容电场天线实现信号的接收,设计了低噪声高保真的信道调理电路和高速数据采集电路来实现信号的采集,利用高精度的授时模块为EMP信号标记时间戳,最后结合多点监测波形实现EMP定位估计.实测结果表明:该系统能够给出高分辨率、高精度的LF/VLF EMP波形;利用该系统组网可以实现远距离EMP源的定位,定位精度与目前近距离的定位手段相当.通过长期的运行,验证了该系统具有高可靠、低失真、判别准确、实时性强等特点.     

基于5G信号的脉压加权相参积累方法

5G信号携带的通信信息导致脉压信号出现大量随机性起伏旁瓣,类似于噪声对脉压信号的干扰,影响了相参积累性能。针对该问题,本文将脉压信号幅度加权的方法应用到基于5G信号的外辐射源雷达系统中,在单发单收的雷达模型基础上,理论分析了5G信号特性及脉压旁瓣起伏性较大原因,推导了脉压幅度加权方法抑制随机性旁瓣的可行性。最后,通过建立距离 多普勒谱,实现对5G信号的相参积累。仿真结果表明该方法能够大幅度降低峰值旁瓣比,可有效实现对脉压旁瓣的抑制。     

同步泵浦声光调Q全固态脉冲激光器

本文首次提出了同步泵浦声光调Q全固态脉冲激光器，分析了其基本理论，设计并实现了这种新型激光器。它克服了现有小型全固态脉冲激光器存在寄生多脉冲和峰值功率还不够高的缺点，用2W LD的泵浦时，得到了重复频率为4．5kHz、峰值功率为6kW、脉宽为18ns、无寄生脉冲的连续脉冲激光输出，可以较好地满足激光测距和激光雷达对此类激光器性能的要求。本文对实验方案、设备和结果进行了详细的描述。     

随机频率调制降低开关变换器电磁干扰的研究

利用随机频率调制技术从噪声产生源头上降低了开关变换器的电磁干扰。分析了具有不变概率密度分布的随机频率调制降低开关变换器EMI噪声的原理。将嵌入式系统产生的均匀分布离散随机信号加入脉宽调制芯片,开关频率随机变化,试制了一台随机频率调制开关变换器电源样机。给出了开关管电流信号的频谱以及传导干扰测试的结果。实验结果表明该技术能有效降低开关谐波峰值,使开关变换器易于通过EMI测试,具有应用前景。     

窄脉冲阵列激光器峰值功率测试的研究

窄脉冲半导体激光器阵列输出的峰值功率必须准确测量,测量精度直接关系到光电系统的质量。本文介绍一种基于对数放大技术和8051F020单片机,采用脉冲展宽和峰值保持原理,通过快速放电复零从而直接测量窄脉冲阵列半导体激光器峰值功率的方法。测试结果表明,标定误差小于3%,测量准确度高,重复测量误差都在±1.7％之内。该测量方法研制的仪器具备便携、测试速度快、成本低的特点,并具有波形输出接口,适合空间有限的快速检测需求。     

基于煤层瓦斯超声检测的脉冲压缩技术

对于目前常规超声检测诊断时高频超声信号难进入煤层内部,低频超声信号检测精度较低的情况,提出了脉冲压缩技术,主要是线性调频脉冲压缩信号。该技术可以有效提高系统的信噪比和检测精度。本文首先对脉冲压缩和线性调频脉冲信号进行了介绍,然后研究了线性调频信号的压缩过程及其压缩方法。     

基于Mealy型状态机的莫尔条纹细分和辨向技术

介绍了一种利用VHDL语言描述的Mealy型状态机对光栅莫尔条纹进行8细分和辨向的方法。该方法通过状态机对经过预处理电路的光栅信号变化状态进行判断,从而输出计数脉冲和方向信号。通过一种改进的计数方法,避免了尖峰干扰脉冲对计数值的影响,提高了细分和计数精度。