宽带多普勒测速技术中的发射信号

声波信号作为系统测速的载体，直接影响测速性能，是多普勒测速技术的关键。研究 了不同发射信号的频谱特性及基于复协方差法的多普勒频移测量误差。一般假设二相编码信号频谱关于载频对称，但实际上其频谱为不关于载频对称的双边谱，不对称程度由不对称系数量化。不对称系数越小，测频偏差、标准差均越小，即测频性能更佳。仿真实验表明，在不考虑波束开角的点回波模型下，差分重复伪随机Blackman码元幅度调制编码信号与常用的非差分重复伪随机二相编码信号相比：不对称系数低3个数量级；信号频带同带宽内信噪比在0~-10 dB范围内测频标准差约下降2%~20%；信噪比高于10 dB时相对测频偏差约小5‰~6‰。     

基于异步光取样的频率空间压缩法瞬时测频方法

瞬时测频技术是一项重要的电子技术。首次提出了一种基于异步光取样的频率空间压缩法瞬时测频方法。测量带宽可以从直流到40GHz,实验结果表明,响应曲线基本保持平坦响应,测频精度超过0.5MHz,可同时测量多个载波信号频率,在0.2μs或者更短时间内就可以完成一次测频。数值模拟表明,抗噪声性能可达-13dB以上,可以提取掩藏在100倍功率人为干扰中的有用信号频率。     

物理奥林匹克竞赛实验专题

第 3期试题解答1 )用天平分别称出 5根摆线的质量 m1,m2 ,… ,m5.2 )将沙子装入空心乒乓球壳 ,以后保持壳内沙子质量不变 .用天平称出装有沙子的乒乓球的质量 M.3 )用钢卷尺测球的周长 ,或粗测球的直径d,只需 1位有效数字即可 ,如 d≈ 4cm.4)用球壳卡住摆线的一端 ,摆线的另一端系于支架臂上 ,形成一个摆 .5)如图 1所示 ,测摆线顶点 O到摆球边缘的距离 L′,实际上 L′≈ 1 m,由勾股定理 ,摆线长为L =L′2 +( d2 ) 2=L′ 1 +( d2 L′) 2≈ L′( 1 +12 .d2 L′)=L′( 1 +440 0 )=1 .0 1 L′　　注意 ,以后更换摆线时 ,保持该长度不变 .6)…     

利用不对称三线摆测量不规则物体的转动惯量

工程中常用对称三线摆来测量不规则物体的转动惯量.测量前需预先调整3条摆线严格对称,并保证待测物体和上、下两盘三者的质心严格共线,而三质心共线在实验过程较难严格实现.为此,本文设计并制作了一种不对称三线摆,即将待测物体直接作为下盘,用3根摆线悬挂在上盘上即可.无论3个悬挂点是否对称,也无论摆线是否等长,只要保证3条摆线与质心轴平行,即可测得该物体绕质心轴的转动惯量.实验结果与理论值误差在±5%内的概率为77.78%,表明不对称三线摆可以用于一般刚体的转动惯量测量.     

FPGA高精度测量频率研究

广播载波频率的精确测量是检测载波频率是否稳定的重要手段。由于常规测量频率的方法存在频率测量前后沿不确定性的问题,使测量结果存在1个字的测量误差。提出了全同步测频法测频,实现了被测信号、标准信号和闸门信号三者同步,从而消除了标准信号的1个字的量化误差。用VHDL语言编写了测频程序,在FPGA(现场可编程门阵列)上实现计数和控制,将测量数据通过串行线送到ARM微处理器上计算并显示出来,实现了四路中波载波的频率精确测量。     

波束开角对多普勒测频结果的影响

具有不同波束开角的声学多普勒测速设备未标定的测速结果存在偏差。基于水底椭圆散射模型研究了波束开角对声学多普勒测速结果的影响,对提高声学测速性能具有实际意义。水底椭圆散射模型下,足印上不同方位传播损失和散射强度存在差异,导致频谱不对称,测频结果偏小。利用不对称系数量化频谱不对称程度,若波束开角增大,方位不对称系数随之增大,测频偏差增大,推导了波束开角导致的测频偏差解析式。分析仿真和外场试验数据测频结果可知,不同多普勒频移下测频偏差和理论计算值相符,不同波束开角下实际测频偏差与理论公式计算的测频偏差均随波束开角增大而增大。     

人耳对复杂信号听测问题的研究

在相同信号形式和噪声背景条件下，通过直接对比人耳的听测性能和两种典型信号检测器的检测性能，在总的趋势上得出：人耳对频率变化规律确知的复杂声信号的听测模型接近于音调相关检测器；对频率变化规律未知的复杂声信号的听测模型接近于能量检测。此外，本文给出了在噪声背景下人耳听测三种频率变化规律的复杂声信号（单跳频、线性跳频、随机跳频）的灵敏度定量差别及人耳听测灵敏度和信号长度之间的定量关系。     

差分吸收法测量大气压强的误差研究

用级数近似Ｖｏｉｇｔ函数，导出了水平和垂路径吸收系数随压强变化的解析式。分析用数值模拟差分吸收法测量大气压强时激光频移和带宽的影响，计算表明前者是测压误差的主要来源之一。     

相关时延及频谱不对称对声学多普勒测速偏差影响

研究了复协方差频移估计测速下相关时延及接收信号频谱幅值不对称对声学多普勒测速偏差的影响。不考虑测速公式简化误差,复协方差频移估计测速偏差可以简化为多普勒频移测量偏差。经推导,不考虑发射信号波束开角的窄带测频无偏、宽带测频有偏;考虑波束开角的窄带测频和宽带测频均有偏。相关时延不准确且频谱不对称是该偏差的重要来源。仿真分析表明,点回波模型下,消除时延不准确或频谱不对称影响,测频偏差可趋于0。基于上述发现,建立底跟踪多普勒测速声呐的相位、幅度双重加权的椭圆网格测频模型;给出相同脉冲长度下窄带与宽带测频偏差存在差异的理论解释。利用所建宽带测频模型仿真出真实频移与估计频偏的拟合曲线,进而对实际数据进行修正,水槽实验场景速度测量相对偏差从1.14%降至0.78%,最大绝对值从2.83%降至1.83%;海试场景速度测量相对偏差从4.79%降至3.82%。      

光学超外差法小平面角精密测量

文本用纵向塞曼双频稳频激光器作光源,提出了一种光学超外差法小平面角的精密测量方法.此方法采用相位干涉测量技术,测角灵敏度可达0.002”.优于其他平面角测量仪的测角灵敏度.     

半偏法测电流表内阻的讨论

半偏法测电流表内阻的讨论杜红彦（河北建筑科技学院邯郸０５６０３８）大学物理设计性实验《简易万用表的设计》，需要学生测表头（微安表）内阻，部分学生用高中学过的半偏法测表头内阻．在分析和讨论该实验过程中，同学们几乎一致认为，该法测电阻原理比较完善，实验误...     

光外差法正弦尺干涉测角计

本文介绍用稳频横塞曼激光(STZL)作光源,研制了光外差法正弦尺干涉测角计装置,提出校正测角灵敏度的一种方法,并用此装置测量压电陶瓷(PZT)的滞后特性。     

投影栅相位法三维形体检测精确解相方法的研究

根据投影栅相位法三维检测实际应用中所遇到的频域处理的移频问题和被测物体与参考面的对应关系问题,分析了它们对解相精度的影响,提出了不移频和全场参考面的解决方法,经实例验证,它们在工程各取得了满意的效果     

基于双声光移频器的外差式激光多普勒测振计

分析了单声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计中声光移频器驱动信号的频率稳定性和信号功率对待测振动信号的影响.为了降低声光移频器驱动信号频率漂移的影响,提出双声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计,并基于直接数字频率合成技术,以相位噪音低、初始相位可控的芯片AD9912为核心器件,完成了声光移频器驱动信号生成及处理模块的设计.开展了双声光移频器组成的外差式激光多普勒测振计的振动测量实验,结果表明,驱动信号生成装置可以驱动声光移频器正常工作,且测振计的本底噪音在0～10kHz频带范围内呈现平坦分布,0～1kHz频段内噪音得到明显抑制,较单声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计有显著改善.     

基于双声光移频器的外差式激光多普勒测振计

分析了单声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计中声光移频器驱动信号的频率稳定性和信号功率对待测振动信号的影响.为了降低声光移频器驱动信号频率漂移的影响,提出双声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计,并基于直接数字频率合成技术,以相位噪音低、初始相位可控的芯片AD9912为核心器件,完成了声光移频器驱动信号生成及处理模块的设计.开展了双声光移频器组成的外差式激光多普勒测振计的振动测量实验,结果表明,驱动信号生成装置可以驱动声光移频器正常工作,且测振计的本底噪音在0~10kHz频带范围内呈现平坦分布,0~1kHz频段内噪音得到明显抑制,较单声光移频器构成的外差式激光多普勒测振计有显著改善.     

激光多普勒微振动信号的直接强度解调

在传统的激光多普勒测振方法中,频移信号的检测通常需要具有比较复杂的频率或相位解调系统。从激光多普勒频移和干涉理论出发,提出了一种测量振幅小于纳米量级的方法———直接强度解调法。分析了直接强度解调法的适用范围。实验中利用了迈克尔逊干涉仪结构,采用了直接强度解调的方法。对振幅约为1nm的振动信号来说,其信噪比为23dB。     

远震P波群信号的自适应时-频分析

简要叙述了地震事件临测研究的历史和现状，结合远震信号的地震学特点，对远震Ｐ波群信号进行了自适应时－频分析。实验结果表明，特定台站－区域对爆炸远震Ｐ波群的时－频分布具有极强的相似性。     

充分利用中学实验室器材测电阻

充分利用中学实验室器材测电阻谢继军（苏州市第六中学２１５００１）测电阻方法很多，精确度也越来越高．中学教材中介绍的测电阻的方法是伏安法．教材之所以介绍这种测电阻的方法，主要是考虑到用伏安法测电阻所需物理知识和学生所掌握的知识是一致的．用伏安法测出的电...     

压缩感知在宽带声学多普勒测速技术中的应用*

为降低宽带声学多普勒测速技术中宽带回波信号处理系统的采样和数据存储压力,研究了压缩感知的回波信号重构算法,并将其应用于宽带声学多普勒测速的回波信号分析中。在点回波模型下进行宽带回波信号的仿真实验,利用复协方差法计算频移。仿真实验结果表明,在无噪声的理想条件下,利用压缩感知理论处理宽带多普勒测速的回波信号,能够达到理想的测频效果;在相同的噪声条件下,应用压缩感知方法处理后的回波信号能够获得与带通采样方法相当的测频效果。     

如何上好《电阻测量》实验课

伏安法是测电阻阻值的一种常用方法，通常分为电流表内接法和电流表外接法两种电路，在实验教材中一般是给出两个阻值不同的待测电阻(一个约几百欧以上，另一个约几十欧)让学生对每个待测电阻分别用两种接法进行测试，从而验证内接法和外接法的适用范围，按照教材所给实验步骤，缺乏设计创新能力的培养．但大多数学生能在较短的时间内成功完成上述实验，实验做完了尚有空闲时间．同学们感到意犹未尽，显得教学内容不饱满．