近代高速示波管的发展

近代物理学和微波技术的发展,要求观测频带高于10,000兆赫的信号和10~(-9)—5××10~(-11)秒的瞬态过程。用一般示波器显示这类信号会遇到一系列的困难。主要的原因是一般示波管的极限频率约为几十兆赫,它不能正确显示小于几十分之一微秒的瞬态。为了克服     

信号分析的有力工具──快速傅里叶变换

一、引 言 众所周知,各种基础物理学科和各种工程技术都必须对信号进行分析处理,例如光学、声学、射电天文、石油探测、雷达、卫星、遥感、声纳等都离不开信号的检测、分析、加工和识别.信号的加工处理是针对信号的特性进行的,这些特性包括频率、周期、幅度、相对时延和相位.在信号处理中,往往需要修改一个波形的成分或特性,以及分离两个或多个原先组合的波形或频率,有时还必须将被噪声淹没的微弱信号检测出来.傅里叶变换正是分析处理这类信号的数学方法,不过,这一方法在过去却很难有实际的应用,因为即使用最好的电子计算机,也是十分费时的.…     

应用于增量式光电编码器的相关自适应滤波方法

为了改善增量式光电编码器的莫尔条纹光电信号质量,降低主计数信号中高次谐频的影响,提高信噪比达到输出稳定的正弦波形,本文深入地研究了莫尔条纹光电信号中的高频信号和噪音信号产生的原因及其相关自适应滤除方法.从宏观和微观两个方案分析光栅副的屏函数,研究莫尔条纹光电信号输出波形的不确定原因,并且提出采用相关自适应滤波方法将高频信号滤除保留原有基频信号.从相关自适应滤波的数学模型论证和推导该相关自适应滤波过程并讨论其自适应性.指出在设计该自适应滤波电路时需要重视的几个关键指标及其影响效果,完成相关自适应滤波的有效性分析.相关自适应滤波效果等价于一个中心频率为基频的窄带带通滤波器,当基频随机变化时其通带也会随之改变.通过相关自适应滤波技术较好地滤除计数信号中除基频外所有高频分量和放大电路所引入的加性高斯白噪音.实验证明：莫尔条纹光电信号的失真度被降低8倍相关自适应滤波方法能使莫尔条纹光电输出波形趋近于标准正弦波,获得更高的信噪比.     

利用声光效应实现信息传输及再读取

利用声光效应通过调制激光传输声音信号,使用调幅电路将声音的电信号加载在高频信号上,信号驱动超声波换能器振动,超声波作用在激光入射的声光介质中产生声光效应使激光产生相应的衍射,衍射光斑光强随声音信号同步变化,光电探测器通过探测衍射光强产生相应电压,对输出电压信号的处理后就可以还原声音信号.     

希尔伯特变换处理的布里渊散射DOFS的研究

光时域反射结构的布里渊散射分布式光纤传感器所检测的自发布里渊散射光信号非常微弱,且频带宽度在几十兆赫以上,难以应用普通相干解调方法,提出了基于希尔伯特变换的光相干检测方法,具体采用微波电光调制产生频移参考光和自发布里渊散射光进行相干检测得到光电信号,再应用基于希尔伯特变换的数字信号处理技术对光电信号进行幅度解调,得到了信噪比改善的布里渊散射光谱,从而有利于提高传感器的检测性能,     

高频电光调制驱动器的设计

要想实现两台独立激光器的相干合成,需要在得到相位差信号的基础上,利用相位差信号去实时控制LiN-bO3电光晶体,以此达到弥补相位跳变的目的。由于相位差信息是随机变化的,而且其幅值很小,不能直接驱动LiNbO3电光晶体,所以需要经过放大处理。利用前置放大器LMH6624和高压放大器PA98设计了一个高频电光调制器的驱动电路,将拍频信号中分离出来的相位差信号经过驱动电路放大后去控制LiNbO3电光晶体,以此改变通过电光晶体的光束的相位,为进一步实现相干合成打下基础。     

计算机操作中人体静电放电辐射瞬态电场与磁场的研究

分析了静电放电（ESD）辐射场的偶极子模型。用高采样速率数字示波器和定做的宽带电磁与磁场探头测量了计算机操作中人体静电放电产生的瞬态电场与磁场。用FFT分析了静电放电辐射场的频谱。研究了静民放电辐射场对某电路高频信号的影响。研究结果表明,即使是很低电压（2kV）的静电放电,其辐射近场的电场达几百V/m,磁场可达几十A/m静电放电辐射场的频谱极宽,从数兆赫到数千兆赫。静电放电对高频电路的试验结果表明,若不采取有效的防护措施,人体静电放电辐射电磁场会对电路造成一定的影响,如对集成电路与元器件造成“潜在效应”的损害,对电路造成电磁干扰,甚至损坏电子器件。     

耦合型高频光纤振动传感器实验研究

提出了一种耦合型高频光纤振动传感器,并设计了相应的解调电路和信号处理系统.对高频振动信号的响应波形和频率进行了测量,研究了光纤传感器对不同的振动强度和不同方向的振动信号的响应,分析了不同结构和不同材质的传输介质对光纤传感器测量结果的影响.实验证明所设计的耦合型高频光纤振动传感器截止频率达到8 kHz,振幅测量灵敏度为325 mV/mm,频率和幅值响应误差小于1%.     

千兆无源光网络上行光信号特性研究与检测方案

由于千兆无源光网络系统中的上行光信号采用高速突发模式,故对其特性的检测是实现实时光层监测的难点.详细分析了上行光信号的传输特性、帧开销及噪声模型.并在此基础上,设计了一种检测方案,该方案通过高阻抗的前置放大器将信号引出,不影响原系统的正常工作,从而满足了实时检测的需要;通过峰值检波电路将高频突发信号降为低频进行处理,大...     

DSP(数字信号处理)在高频信号检测中的应用开发

利用约瑟夫森效应获取电磁信号的频谱信息是超导电子学的重要应用之一.为了解决高频信号频谱检测系统数据采集慢、体积庞大的问题,开发了基于DSP芯片的数据采集及处理系统.研究了系统硬件的搭建和相关程序的开发.用其检测98 GHz高频信号,并与HP34401数字万用表采集的结果进行了比较.使得系统更加小型化、集成化、硬件结构简单.     

基于碳纳米管的湿度检测仪的研究与实践

通过对湿度检测的重大意义进行分析,得出了本湿度检测仪的价值和意义,介绍了仪器的设计思路和应用前景,同时介绍了一种特殊的信号采集方法,从而将电阻的变化直接转化为信号的频率变化,再将此高频信号传入单片机,从而实现对信号的数字处理。文章中还涉及了软件程序设计,主要包括频率信号的频率读取和LED数码管显示的Keil C语言程序...     

磁性薄膜畴壁短波长自旋波模式激发

研究约束在磁性薄膜畴壁中的自旋波Ｗｉｎｔｅｒ模式及其激励方式．用坡莫合金磁性栅格将高频均匀磁场转换成与自旋波Ｗｉｎｔｅｒ模式在时间频率和空间波长都匹配的磁场，从而实现相互间的有效耦合．采用锁相放大技术观测到了几百兆赫自旋波Ｗｉｎｔｅｒ模式微分吸收峰 关键词：     

数字图象处理方法

在物理实验和应用光学中时常遇到图象处理问题.过去的图象处理多采用光学方法.但是近几十年随着电子计算机的迅速发展,特别是高速计算能力和小体积大容量存储器的发展才使数字化图象处理方法成为现实.在现代化的实验室中进行科学实验,不但在数据计算、分析,实验方案的设计安排方面使用电子计算机,而且在波形、图形的分析综合和图象处理方面除了光学方法之外也都大量地使用计算机.用电子计算机进行数字化处理不但速度快、精度高,而且除了复杂图象处理所需时间稍长以外一般都巳经作到实时处理和传送.随着科学的发展,人类对于宏观世界和微观世…     

一类五次方振子系统的叉形分叉及振动共振研究

研究了一类具有分数阶导数阻尼的五次方振子系统中的叉形分叉及振动共振现象. 基于快慢变量分离法, 消去系统中的高频激励成分, 得到关于慢变量的等效系统, 根据等效系统中稳态平衡点的变化情况研究了系统的叉形分叉现象. 结果表明: 高频信号幅值的递增变化会引起亚临界叉形分叉, 高频信号频率和分数阶导数阻尼阶数的递增变化都会引起超临界叉形分叉; 振动共振和叉形分叉是关联的, 当叉形分叉发生时, 振动共振曲线会出现两个峰值, 否则只会出现一个峰值. 通过解析结果和数值模拟结果的对比, 验证了解析分析的正确性. 关键词： 亚临界叉形分叉 超临界叉形分叉 分数阶导数阻尼 振动共振     

线性时滞反馈引起的周期性振动共振分析

研究了高频信号和微弱低频信号同时激励下线性时滞反馈对过阻尼双稳系统和Duffing振子系统中振动共振现象的影响. 解析分析和数值结果都表明, 系统对低频信号的响应幅值增益随时滞参数的变化同时呈现两种不同的周期性关系, 其周期分别为输入的高频信号和低频信号的周期. 数值结果还表明, 对不存在经典振动共振现象的单稳Duffing系统, 通过调节时滞参数也可以引发振动共振现象. 使用时滞反馈不仅可以有效地控制振动共振, 还可以进一步增强系统对微弱低频信号的响应. 关键词： 双稳系统 Duffing 系统 线性时滞反馈 振动共振     

同步辐射用高频腔的性能研究实验

基于合肥光源提供的铜制有源高频腔和上海光源提供的铌制超导无源高频腔,设计了可以测量高频腔性能参量的实验装置.以探针将微波信号馈入高频腔体中,通过网络分析仪接收到的信号分析微波在腔体中的谐振情况,从而测量腔体的特性.利用该实验装置测量了2个高频腔的谐振频率、品质因数和腔体中心轴线上的电场分布.     

α稳定噪声下一类周期势系统的振动共振

将多个低频微弱信号、高频信号和加性α稳定噪声共同激励的一类周期势系统作为研究模型,以平均信噪比增益(MSNRI)为性能指标,对α稳定噪声环境下周期势系统中的振动共振现象进行了研究,分别探究了α稳定噪声的特征参数α、对称参数β、加性噪声强度放大系数D、高频信号幅值B以及频率?对振动共振输出效应的影响.研究结果表明:1)在不同分布的α稳定噪声环境下,固定频率?(或幅值B),当幅值B(或频率?)逐渐增大时,MSNRI-B(或MSNRI-?)曲线出现多个峰值,即存在多个B区间(或?区间)可诱导振动共振,并且这些区间不会随噪声分布参数α或β的变化而变化;2)当加性噪声强度放大系数D发生变化时,幅值B和频率?的共振区间没有随着D的变化而变化,表明只有高频信号能量向待测低频信号转移,噪声能量并没有向待测低频信号转移.另外当幅值B、频率?固定时,随着D的逐渐增大,依然可以实现微弱信号的检测,表明振动共振可以克服工业现场噪声强度不可调控的缺点.本文研究结果提供了一种新的微弱信号检测方法,在信号处理领域有着潜在的应用价值.     

基于总体经验模态分解和连续均方误差的侵彻过载信号分析方法北大核心CSCD

侵彻过载是攻坚武器及相关研究的重要参量。针对实测弹载侵彻过载曲线分析处理方法开展了研究,提出采用总体经验模态分解(EEMD)结合连续均方误差(CMSE)理论获取弹体刚体过载信号的方法。通过EEMD获得测试信号的本征模态函数分量,再运用CMSE理论判别高频干扰与侵彻信号的分界点,对不含分界点分量的高频分量进行抛弃处理,将其余低频信号进行重构获得弹体刚体过载信号。积分结果表明,重构信号在有效去除高频干扰的同时,完整保留了侵彻过载中弹体刚体的加速度信号。此外,整个分析过程所具有的信号自驱动特性避免了不同弹靶工况下滤波频率选择困难。     

基于总体经验模态分解和连续均方误差的侵彻过载信号分析方法

侵彻过载是攻坚武器及相关研究的重要参量。针对实测弹载侵彻过载曲线分析处理方法开展了研究,提出采用总体经验模态分解(EEMD)结合连续均方误差(CMSE)理论获取弹体刚体过载信号的方法。通过EEMD获得测试信号的本征模态函数分量,再运用CMSE理论判别高频干扰与侵彻信号的分界点,对不含分界点分量的高频分量进行抛弃处理,将其余低频信号进行重构获得弹体刚体过载信号。积分结果表明,重构信号在有效去除高频干扰的同时,完整保留了侵彻过载中弹体刚体的加速度信号。此外,整个分析过程所具有的信号自驱动特性避免了不同弹靶工况下滤波频率选择困难。     

红外光谱预处理中去噪的研究

红外(IR)光谱由于包含了噪声等各种外界干扰因素.应该先进行光谱预处理,以便降噪,提高分析准确度.本文采用了一种基于最优小波包基的信号去噪算法,该算法根据最小代价原理,采用不同的阈值算法对光谱的高频和低频信号进行量化处理,用量化后的系数重构得到去噪信号,从而达到较好的去噪效果.实验表明,本方法处理后光谱曲线非常光滑、噪声消除效果明显.