基于DSP交替式积分器设计

在DSP扣除斜率算法的基础上,设计了一种新型交替式积分器。该积分器利用DSP进行逻辑控制,使两个模拟积分器交替工作,减小两个积分器的积分时间,从而有效克服由于电容和温漂带来的误差,实现了对信号的长时间积分。同时采用Iqmath库函数实现定点处理器的运算来提高实时精度,很方便地实现了实时而准确的积分处理。     

测量软X射线脉冲信号的门控积分器

 研制了满足ICF诊断中软X射线能量测量精度要求的具有限定时间积分功能的门控积分器。测试结果表明, 门控积分器的门有效导通时间约为7.8ns; 用信号源做被积信号, 门控积分器与示波器同时测量, 积分非线性小于3%; 门控积分器与示波器测量对比, 最大误差小于门控积分器满量程的5%。     

基于LabVIEW的罗柯线圈数字积分器的设计与实现

为满足使用罗柯线圈对超导导体的临界电流测试的需求,本文基于LabVIEW的同步采集与实时处理技术,设计了一套可搭配罗柯线圈的数字积分器,实现对罗柯线圈输出数据的采集与实时积分处理、显示以及数据回放等功能。该数字积分器相比模拟积分器具有易使用、误差低、低漂移等优点。实验测试结果表明该数字积分器的测试误差最大为0.8%,满足目前高温超导导体电流测试的要求。     

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在一种自动补偿零漂积分器的基础上,设计了一种交替式积分器。该积分器把积分时间分割为短时间段,用两个自动补偿零漂积分器交替进行积分,通过累加电路将每段积分信号累加起来得到完整的积分信号。积分器采用CPLD控制时序,在400s内的漂移在10mV左右,能够满足EAST装置实验的需要。     

HL-2M 装置磁测量积分器设计

在核聚变实验中, 积分器是还原微分信号的基本手段,低漂移积分器系统的研制是托卡马克实验中 的重要环节。介绍了用于 HL-2M 装置磁测量的低漂移积分器系统。通过模拟与数字补偿相结合的方法减小漂移, 提高了信号间的测量精度。性能测试显示,积分器输出漂移小于 2mV/15s,积分时间常数精度优于 0.3%。该积分 器应用于 HL-2M 装置实验,满足磁测量系统的测量需要。     

无源RC积分器在多脉冲信号测量中的问题分析

由微分测量探头和积分器构成的微分积分测量系统广泛应用于脉冲电压和电流测量。依据无源RC积分器的等效电路,分析了在多脉冲信号测量中,无源RC积分器在实现微分信号的积分还原时,可以引起信号的平顶降和信号基线偏离,给出了平顶降和基线偏离与信号脉冲宽度和积分常数的定量关系,计算了在不同积分器参数和脉冲信号参数时的平顶降和基线偏离结果,并且与PSpice电路模拟结果进行了比较,两种结果一致。按照此定量关系,可以根据脉冲信号特点和测量要求,准确确定积分器参数。     

光学积分器对辐照均匀性影响的仿真分析

针对太阳模拟器设计和装调过程中光学积分器对辐照均匀性产生影响的问题,在详细阐述光学积分器工作原理的基础上,通过光学软件Zemax建立光学积分器成像模型,利用模型具体分析和研究了积分器两透镜组对应元素透镜间的光轴一致性误差对辐照均匀性的影响,并提出了消除光轴一致性误差的方法。通过实验验证了该方法的可行性与正确性。     

光学积分器对太阳模拟器辐照均匀性的影响

光学积分器是太阳模拟器实现均匀辐照的关键光学器件,介绍了光学积分器的组成及其工作原理,阐述了方位偏移误差和倾斜偏移误差对辐照均匀性的影响。根据光学积分器的工作原理,利用软件Lighttools将两种光轴一致性误差对辐照均匀性造成的影响进行了仿真分析。结合实验结果表明,倾斜偏移误差相对方位偏移误差对系统辐照均匀性的影响更为严重。分析光轴一致性误差,可为光学积分器微调机构的设计和实际装调太阳模拟器提供理论依据。     

雷电流测量专用柔性无磁芯大型Rogowski线圈

 为了解决小型Rogowski线圈无法测量柱状高塔的自然雷电流波形的问题,提出了采用大型Rogowski线圈测量高塔雷电流的方案,研究设计了柔性骨架无磁芯大型Rogowski线圈,去除磁芯和外加积分器,通过增加线圈匝数获得高电感,以实现测量结果的自积分,降低了微分型Rogowski线圈需要额外积分器的难度。Rogowski线圈的标定表明,线圈具有良好的积分特性,采用输出误差系统辨识模型对Rogowski线圈输出波形进行了校正补偿,提高了测量波形的准确度,增大了高塔自然雷电流精确测量的可能性。     

宽频带无源积分器的设计和实验

 为获得宽频带的无源积分器,建立了考虑杂散参数的等效电路并进行了电路仿真。结果表明无源积分器的频响上限由杂散参数决定。对于相同结构的积分器,增大RC积分常数,会使杂散参数的影响加剧,导致积分器的高频响应变差。使用同轴结构可以减小电容的杂散电感,提高积分器的带宽。对制作的RC常数为10 μs的同轴式积分器进行了频响实验。实验结果表明：在偏差小于5％的范围内,同轴式积分器带宽为50 kHz～80 MHz。在D-dot电压探头线下标定实验和初级试验平台(PTS)单路样机激光触发开关输出电压测量中,使用该同轴积分器获取的测量波形没有波形畸变和高频干扰。     

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设计了基于数字信号处理技术的混合式长时间积分器,利用DSP计算出一定时间t内积分器的漂移斜率,从而计算出漂移量,进行扣除,达到减少漂移的目的。EAST装置上的实验结果证明,积分器解决了零点漂移的问题,适合于托卡马克放电实验中诊断信号的测量。     

Suppression of servo error uncertainty to 10~(-18) level using double integrator algorithm in ion optical clock

A universal locking model for single ion optical clocks was built based on a simple integrator and a double integrator.Different integrator algorithm parameters have been analyzed in both numerical simulations and experiments. The frequency variation measured by the comparison of two optical clocks coincides well with the simulation results for different second integrator parameters. According to the experimental results, the sensitivity of the servo error influenced by laser frequency drift with the addition of a double integrator was suppressed by a factor of 107. In a week-long comparison of optical clocks, the relative uncertainty of the servo error is determined to be 1.9 × 10~(-18), which is meaningful for the systematic uncertainty of the transportable single ~(40)Ca~+ ion optical clock entering the 10~(-18) level.     

直流电机的数字同步锁相

在某高速摄影机中,我们采用了同步数字锁相环路,本文叙述该机中直流电机的数字同步锁相原理及其所用数字相位误差积分器线路的构成。     

A laser setup for rubidium cooling dedicated to space applications

We present the complete characterization of a laser setup for rubidium cooling dedicated to space applications. The experimental setup is realized with commercial off-the-shelf fiber components suitable for space applications. By frequency doubling two fiber laser diodes at 1560 nm, we produce the two optical frequencies at 780 nm required for atomic cooling of ⁸⁷Rb. The first laser is locked on saturated absorption signal and long-term frequency drift has been canceled using a digital integrator. The optical frequency of the second laser is controlled relatively to the first one by a frequency comparison method. A full characterization of the setup, including frequency stability evaluation and frequency noise measurement, has been performed. The optical frequency doubling module has been submitted to environmental tests to verify its compatibility with space applications.