基于交流调制技术的弱电流放大器研制

在射线强度测量中,积分电离室输出的电流信号在10–10~10–15 A范围内,该弱电流信号需要转换和放大才可以进行采集。针对积分电离室本文设计了一种弱电流信号放大系统,采用交流调制技术将待测弱直流电流信号调制为交流电压信号,再经放大、相敏检波、滤波等电路处理后得到直流电压信号,最后进行数据采集;同时在系统中引入直流负反馈后缩短了电流测量的响应时间。采用标准电流源测试了系统输入输出线性及响应特性,测试了积分电离室检测氚靶的β射线。测试结果表明:该系统能够有效放大10–14~10–11 A范围内的弱电流信号且有较好的线性和响应时间特性,电流测量灵敏度达到了10–14 A,该系统具有良好的工程应用前景。     

无光滤波六倍频微波信号产生的系统设计

基于两个级联偏振调制器,提出了一种高频谱纯度、稳定的六倍频微波信号产生方法。该方法通过适当调整偏振片的偏振方向、射频驱动信号电压和相位,实现无光滤波器条件下、任何波段六倍频微波信号的产生。利用Optisystem平台搭建的仿真系统,以S波段4 GHz信号为例,验证了该设计系统产生的六倍频信号质量,并分析了非理想射频驱动电压和相位对六倍频信号质量的影响,结果表明:该设计系统能产生最大光边带抑制比、射频无杂散抑制比分别为21.3,15.2 dB的六倍频微波信号;且非理想驱动电压和相位差的偏离应控制在理想值5%的范围之内。     

利用混沌信号幅值实现混沌同步

构造了一个三维混沌系统, 简要分析了该混沌系统的平衡点性质、混沌吸引子相图和Lyapunov指数等特性. 在此基础上, 利用反馈同步思想设计了一种利用混沌信号部分信息实现混沌同步的方法, 完成了三维混沌系统的同步. 该方法仅利用混沌信号幅值信息即可实现两个混沌系统的同步, 其同步建立与混沌信号的极性无关, 此特性可有效提高混沌通信质量. 通过分析系统的条件Lyapunov指数证实该方法的有效性, 数值仿真表明该方法与利用混沌信号全部信息的线性反馈同步法相比, 同步建立时间基本相同.     

某型压缩空气站自动监控报警器系统设计

针对某型压缩空气站日常维护保障需求,设计开发了一款压缩空气站自动监控报警器。该自动监控报警器系统通过信号隔离变送器,实时采集滑油压力信号、水温油温信号、转速信号、压缩空气压力等信号,由系统微型控制器模块进行ADC采集、转换并处理。系统微型控制器采用STC12单片机,运行嵌入式控制程序,对采集到的各类信号进行显示、阈值判断和报警等处理。该自动监控报警器能实时监控压缩空气站的多个关键运行参数并自动报警,有利于压缩空气站的安全运行与操作。     

用于超导储能系统的失超信号检测

本文介绍了一种用于超导储能(SMES)的失超信号检测系统.该系统采用电桥检测方法,以NI-6221数据采集卡和自制信号转接盒为硬件,在LabVIEW软件平台下完成对电桥信号的采集、显示、滤波和分析处理.实验过程中该系统工作稳定可靠,取得良好效果.     

核实验数据获取系统中的触发信号预处理

简要介绍了在核物理实验数据获取系统中,用FPGA芯片和VHDL语言实现对事件触发信号的预处理。阐述了在核物理实验数据获取系统中对事件触发信号的一般要求; 结合60Co伽马谱测量实验,介绍了基于一套自主研发的数据获取系统中触发信号的预处理,并给出了用VHDL语言实现该触发信号预处理的思想、仿真时序图和实验结果。该方法通过实验验证,证明切实可行,灵活性强。     

基于NI ELVIS和LabVIEW的动态杨氏模量实验系统设计

设计了基于NI ELVIS平台和LabVIEW虚拟仪器的动态杨氏模量实验系统。该系统在NI ELVIS平台基础上采用虚拟信号发生器和虚拟示波器代替YM-2型信号发生器和传统示波器,有效提高了试样棒共振频率测量的精度,实现了测量信号的实时显示、采集、存储和自动化测量。实践表明,该系统的搭建和测试有助于学生更好地理解和掌握实验,提高实践创新能力。     

一种单相H桥光伏逆变器混沌控制方法

比例积分调节单相H桥光伏逆变器存在复杂的分岔与混沌等非线性行为,这些非线性行为会大大增加输出电流的谐波含量,降低系统运行的稳定性与供电可靠性.现有的混沌控制方法存在建模复杂、控制系数难以确定等问题.针对于此,本文提出了一种改进指数延迟反馈控制方法.该方法首先利用系统输出电流与其自身延迟的差值形成反馈信号,然后将该反馈信号通过指数环节、作差环节和比例环节得到控制信号,并将该控制信号以反馈的形式施加于被控系统,同时建立系统的离散映射模型并求取系统雅克比矩阵表达式;最后基于稳定判据推导出该控制信号的反馈控制系数的限定条件并实施对系统的控制.为了验证该方法的控制效果,进行了大量的仿真实验.结果表明,该方法能有效抑制系统中的混沌行为,大大扩展系统稳定运行域.     

利用核四极矩共振技术探测炸药

介绍了用核四极矩共振的原理进行爆炸危险物品检测的方法及实验测试系统. 该系统运用特殊的激励信号来激发被检测样品中所含的特殊元素¹⁴N（炸药的主要成分）,使其产生核四极矩共振,并产生辐射,从而达到检测的目的. 由于该辐射信号的能量非常小(10 nV量级）,在通常的环境中很难检测该信号, 这就对此弱信号的检测和提取提出了很高的要求. 本测试系统使用了一系列有效的组合激励信号及弱信号采集、处理技术,在通常环境中成功地检测到了RDX（黑索金）信号.     

基于NIELVIS和LabVIEW的声速测定实验的改进

对传统声速实验进行改进,设计了基于NI ELVIS平台和LabVIEW虚拟仪器的声速测定实验系统。该系统在NI ELVIS平台基础上采用虚拟信号发生器和虚拟示波器代替传统信号发生器和示波器,实现了测量信号的实时显示、采集、存储和定量测量。实践表明,该系统能有效提高实验的测量精度,有利于学生更好地理解和掌握实验,提高实践创新能力。     

主动型氢原子钟原子弛豫时间的测量和分析

氢原子钟的原子弛豫时间是原子系统经过选态去除基态超精细能级（F = 0,m_F = 0）态和（F = 1,m_F = −1）态原子后,部分氢原子从（F = 1,m_F = 0）态跃迁至（F = 0,m_F = 0）态直至原子系统达到平衡状态所需的时间,该参数反映了原子的寿命,并直接影响氢原子钟的稳定度指标.为了测量主动型氢原子钟的弛豫时间,进而评估其性能,通过Raspberry Pi（RPI）产生时序信号,控制数字衰减器和电离源供电电路的继电器,从而控制微波探测信号的开启和原子束流的通断,并与数据采集等电路组成了氢原子自由感应衰减测试系统.通过对采集的自由感应衰减信号建模拟合,测算了氢原子钟的弛豫时间.该方法对于评估和优化原子线宽,改进主动型氢原子钟稳定度指标具有重要的参考意义.     

基于PSpice的半导体激光高频调制系统设计

为了实现高频率的调制激光输出,设计了一种驱动系统由信号放大、电流调制、过流保护和具有慢启动功能的直流偏置电路高度集成的半导体激光高频调制系统。此系统采用了结构简单的直接调制方式,运用线性调频的高频信号去控制半导体激光器发射激光的强度,从而实现高频调制。在运用OrCAD/PSpice对高频调制驱动系统进行模拟仿真的基础上,最终研制出的半导体激光高频调制系统实现了频率为40.02 MHz、直流偏置为493.326 mA、正弦波调制电流峰峰值为850 mA的高频调制输出,调制激光平均功率为300 mW。     

四能级原子系统中电磁感应吸收的相位控制

在以三个电偶极跃迁构成简并N型四能级系统中,利用密度矩阵方程计算了介质对探测场的吸收,研究了激光场拉比相位对吸收的影响.结果表明:介质对探测场的吸收和放大取决于控制场和信号场的拉比相位,且吸收和放大随控制场、信号场的拉比相位改变而作周期性变化,周期为2π;而探测场的拉比相位变化对吸收没有影响.同时,控制场、信号场拉比相位对吸收的影响是相同的,而且拉比相位主要影响原子相干,对原子布居影响不大.     

用于冷原子干涉仪激光时序控制的DDS跳频系统设计与实现

为了满足冷原子干涉实验对时序控制的需求,设计并实现了一个基于LABVIEW软件的激光时序控制DDS系统,其工作过程为通过设计的LABVIEW上位机软件输入需要产生的频率和频率间隔时间,ARM芯片根据LABVIEW软件发送来的控制信息实现对射频信号芯片的控制,CPLD芯片用来控制射频信号之间的时间间隔,最后DDS芯片产生与控制信息相对应的射频信号。与目前同类装置相比,系统实现了跳频时间和频率更加精确和工作稳定性更好。经过系统的调试分析以及性能测试,DDS跳频系统能够满足原子干涉仪激光时序控制需求。通过测试DDS装置,DDS装置能够输出准确输出射频频率值,并且射频频率时间间隔能精确到微秒。DDS装置可以有效控制冷原子干涉仪的激光时序,在探询时间为120毫秒且重复率为2.2赫兹的情况下,冷原子重力仪的重力测量灵敏度达到 。     

Steering of weak-light spatial solitons in a resonant lambda-type atomic system

We study steering of weak-light solitons in a resonant lambda-type atomic system. Signal soliton steering can be realized via input angle and power control of the control soliton. It is shown that, the deflection angle of a vertical input signal soliton increases linearly with the increase of the input angle of the control soliton due to the repulsive effect in collision, and thus leads to the increase of the output position shift of the signal soliton. When a signal soliton is input parallel with a control soliton, the output position shift of the signal soliton depends parabolically on the normalized power of the control soliton. Decreasing their soliton separation can increase the output position shift of the signal soliton. These properties may be useful in all-optical soliton switching and optical information processing, etc.     

An Improved Double Stage Furnace for Speciatton and Quantitative Atomic Absorption Spectrometry

Atomic absorption using furnace atomization suffers from three major problems. First, the matrix causes a change in absorption signal, second, the decomposition products cause a very high, variable background, and third, volatile elements are often lost during the evaporation and ashing steps. These problems are significantly reduced using the double stage system described below.

It consists of a separately heated atomization section, and vaporization section; and a light path which does not pass through the atomization section. This reduces background. The system operates in three modes. With the atomization section hot and the sample placed in the vaporization section, the latter is heated rapidly. This gives a fast quantitative signal with reduced background. With the atomization section cold, the sample is heated leisurely. The metal     

BEPCⅡ横向束流反馈系统条带电极的设计及模拟计算

 用高频结构模拟程序HFSS优化设计条带电极kicker并计算了它的反射参数和横向分流阻抗。从模拟得到的反射参数可以看出，在要求的250MHz带宽范围内, 反射的功率小于7%，说明了条带与功率传输线是阻抗匹配的；模拟得到的横向分流阻抗与公式计算得到的结果基本上一致。当频率250MHz时，得到了1 300Ω的分流阻抗，在此种条件下，需要反馈功率为123W方能抑制束流不稳定性，这为电极的机械设计和在反馈系统中选择功率放大器提供了最基本的依据。     

熔锥型宽带耦合器的研制

介绍了全光纤熔融拉锥型3dB宽带耦合器的理论设计，根据理论设计制作了样品。应用耦合模理论分析了全光纤非对称熔融拉锥型耦合器的宽带特性；提出了3dB宽带耦合器的制作方案，在此基础上制作了样品；对样品进行测试，样品带宽大约为300nm(在1300nm～1600nm波长之间)，附加损耗小于0.5dB，完全达到了实用化的要求。     

Impact of substrate temperature and film thickness on the interfacial evolution during atomic layer deposition of HfO2 on InP

The effects of both the deposition temperature and the HfO₂ film thickness on the interfacial layer (IL) evolution were studied when tetrakis(ethylmethylamino)hafnium and H₂O based atomic layer deposition (ALD) was performed on InP substrates. While the self‐cleaning effect resulted in an IL‐free structure after formation of ～2 nm thick HfO₂ at 200 °C and 250 °C, substantial IL growth occurred at 300 °C, probably due to simultaneous InP oxidation. Following further growth to ～8 nm at 300 °C, the IL was almost removed and, in particular, a significant In incorporation into the HfO₂ film was observed, which was attributed to IL decomposition and subsequent out‐diffusion of the constituent elements. (© 2012 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Investigation of glass panels thickness profile by all-fiber digital heterodyne interferometry

All-fiber digital heterodyne interferometry is a laser metrology technique employing pseudo-random codes phase modulated onto an optical carrier signal. In this heterodyne interferometer system, the optical signal includes signal reflected and transmitted from the sample, respectively. Compared with the conventional heterodyne interferometry, this enhanced optical system has much higher measurement sensitivity, and can distinguish the signal which reflected from the front and the rear surface of the sample. Analysis and simulation for the digital heterodyne interferometry are presented. It takes approximately 4 s to scan the whole surface with the diameter of 300 mm. The thickness profile of the sample is obtained in the experiment. The discussion about the experiment is given finally.