雷达目标干扰调制信号的FPGA实现

用VHDL语言在Quartus Ⅱ环境下对雷达干扰调制信号的产生进行设计;将FPGA实现的功能分为数字噪声模块、调制波形模块和角度包络模块,详细给出设计过程;经过仿真和硬件测试,实现了雷达目标干扰调制信号的输出;研究表明该系统方便控制,容易修改,并且能移植到其它目标模拟器,对干扰调制信号的设计有一定的借鉴意义。     

基于锁相放大原理的微弱光信号检测系统设计

为了解决强噪声背景下微弱光信号检测难的问题,介绍了一种基于锁相放大原理的微弱光信号检测系统。系统采用对1 550nm的DFB激光进行调制的方法产生前级信号,利用PIN光电二极管产生的电流信号作为原始信号,经过前级放大、锁相放大及低通滤波电路还原调制信号。系统采用OPA124作为前级运放,AD630作为锁相放大器,参考信号和调制信号均由DDS芯片AD9850产生。滤波电路、移相电路和调制电路均采用高精度运放OP07来设计。实验结果表明,该系统具有很高的线性度,灵敏度为4.51V/V,精度大于0.05%,是一种高精度、高实用性的微弱光信号检测系统。     

基于光纤传感的核信号读出方法中的调制驱动模块设计和实现

基于光相位调制的核信号读出方法将探测器信号调制进光纤中,并使用光纤作为模拟信号的传输介质。在该读出方案中,调制驱动模块负责载波信号的产生及放大,是该方案读出电子学系统的重要组成部分。为了产生低相位噪声,幅度大且幅度可调的载波信号,本工作提出了基于锁相环的载波产生电路和基于MMIC射频放大器的载波放大电路的设计方案,该方案结构简单,尺寸小,性能优异。对载波产生电路使用了ADIsimPLL仿真软件进行了环路滤波器的设计和仿真,同时也对载波放大电路使用ADS仿真软件进行了设计和仿真,并在实验室条件下进行了测试。测试结果表明,输出26 dBm载波信号相位噪声好于–110 dBc/Hz@100 kHz,能够用于信号解调。     

一种微波倍频方案在小型化铷钟的应用

为了进一步实现铷原子钟的小型化,介绍了一种小型化铷钟微波倍频电路的设计及初步实现情况. 该倍频电路利用数字锁相环将晶体振荡器输出的10 MHz参考信号直接倍频至6 834.68XX MHz,并对该信号进行2FSK调制. 受调制的微波信号经过功率调整后馈入物理系统微波腔中,激励铷原子基态超精细能级跃迁. 这种微波调频倍频电路方案具有体积小,调试简单的特点. 将该电路用于小型化铷钟,初步测试结果表明,其短期频率稳定度可以达到1.8×10^-11τ^-1/2的水平.     

基于LabVIEW和FPGA的慢光效应实验系统

利用CPO技术设计了在掺铒光纤中实现光速的连续可调的实验.实验系统中利用LabVIEW和FPGA设计的信号发生器对激光信号进行内调制,信号经过掺铒光纤由数据采集卡传递到上位机,利用LabVIEW进行分析和处理.该系统可以简化数据分析过程,实现人机交互,便于实时监测分析.     

EPR在体测量专用调制磁场驱动装置

利用电子顺磁共振（electron paramagnetic resonance,EPR）在体测量人牙齿可以实现无损伤地快速评估人体辐射剂量,具有实际应用价值.本文针对EPR在体测量牙齿剂量的应用特点,研制了专用调制磁场驱动装置,包括功率放大器、调制磁场激励线圈、调制频率设定模块、感应型调制幅度显示模块等.功率放大器采用脉冲功率放大方式取代传统的线性放大方式,用多N-MOSFET管H桥电路,功率容量大、效率高、结构简单,且调制频率设定自如.实验结果表明：（1）此装置可在大于9 cm磁极间距的中心样品位置产生调制幅度为0~0.9 mT的调制磁场,调制频率为10~100 kHz;（2）用该装置与EPR在体测量谱仪配合使用,可以明显观测到1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH）样品谱线调制增宽过程以及辐射诱发的整体牙齿中的自由基信号,验证了该装置的高调制效率和实用性.     

基于FPGA的PPM调制可见光图像传输系统

利用FPGA(field-programmable gate array, 现场可编程门阵列)为主控芯片，实现了5 Mbit/s的2-PPM(pulse position modulation, 脉冲位置调制)调制可见光图像传输系统。整个系统分为发射端与接收端两大模块，全部由FPGA实现。将处理好的图片信号由上位机通过串口发送到FPGA中，经过调制转换为2-PPM信号，并设计了信号传输数据帧格式，然后调制到红光LED(light emitting diode)上并发送出来；在接收端，根据数据帧格式完成了数据信号的同步和解调，并将解调后恢复的图像在液晶屏上显示出来。实验证明该系统可以实现可见光图像信号的传输。     

遥测数据选择器的设计与研究

飞行控制组件测试中,多套组件需要在同一温度梯度进行串行测试;针对这一需求,设计开发了一种既可程序控制,又可手动控制的多通道BMK遥测数据选择器;该数据选择器主要包括FPGA模块、通道选通控制地址缓冲模块、BMK接收模块、BMK转发模块、指示电路模块、供电模块和时钟电路模块;该设计以FPGA为核心,功能灵活、结构精简,而且每个通道BMK遥测数据中的各路信号延时可调,提高了BMK遥测数据的传输精度;试验中对BMK遥测数据选择器的5个通道均进行上百次数据帧收发实验,接收数据正确;结果表明,该数据选择器工作稳定,设计合理,而且有效缩短了测试时间,提高了测试效率。     

激光自混合干涉测振仪的硬件系统设计

基于激光自混合干涉技术的特点,设计了一种新型半导体激光自混合干涉测振仪系统。系统将频率调制引入自混合干涉中,实现对振动物体的非接触式测量。介绍了激光自混合干涉测振仪的原理、仪器系统的光路系统设计、信号的调制模块设计、解调模块设计以及DSP系统的采集处理模块设计。该仪器体积小、成本低、易于准直、可以非接触式测量,能够测量振动频率在50kHz内的物体,其中包括非周期性振动。可以测量出振动物体的振动频率、振幅以及还原振动波形,振动幅度测量精度可以达到0．325μm,频率精度为1Hz。     

点式单波束多普勒测流系统的设计方法

为了加快多普勒流速计算速度和提高系统稳定性,提出基于FPGA技术的多普勒测速的设计方法,其中包括信号发射电路和信号接收电路。首先通过M码进行二相相移键控信号的调制,减少了回波误差、增加信号发射能量,有效地降低了水中超声波的能量耗散对信号提取的影响。然后对回波信号进行二相解调,并利用复自相关算法进行分析处理。最后,通过测速实验对所提方法进行验证。实验结果表明,所提方法不仅具有较低的实验误差而且具有较高的可靠性。     

激光通信演示实验仪的设计与实现

为了直观的演示激光通信技术的原理,设计制造了一款简易的激光通信演示实验仪,能够将输入信号调制为激光信号进行无线传输,接收端通过太阳能电池板进行光电转换,再经滤波、解调放大,最终还原输入信号的电路,该仪器性能稳定、操作方便、成本低廉,演示实验效果良好。     

弹光调制光电转换放大电路设计

弹光调制干涉具调制的干涉光被探测器接收后输出高速变化的微弱电信号,能否将该电信号提取并放大输出对弹光调制-傅里叶变换光谱仪的研制至关重要。通过对调制干涉光进行理论分析,设计一种具有高信噪比和较高带宽的光电转换放大电路,主要由电源电路、光电转换电路、放大电路、理论通频带为100 kHz~3.5 MHz的带通滤波电路组成。实验结果表明:设计的电路能够将探测器输出的最大频率为1.6 MHz的信号放大至670 mV左右,实现了将探测器输出的微弱速变电信号从背景噪声中有效提取与放大,为后续傅里叶变换提供可靠数据。     

CCD多功能实验仪的设计与应用

介绍了CCD多功能实验仪的设计及其在大学物理实验中的应用．该实验仪主要由光路、硬件电路和软件3 部分组成．光路将待测物理量转化成相应的光信号,再经过硬件电路和软件的一系列处理转换成离散的电压信号,并在计算机上以图形方式显示结果．该测量系统可以完成多个与CCD光电技术相关的实验．     

基于物联网技术的落球法测液体粘度实验优化

基于物联网技术,对落球法测液体粘度实验进行优化,开发了一套实验辅助系统。利用电路控制电磁铁实现金属小球的精准释放,通过计时模块、计算模块简化实验操作和数据计算,通过将物联网概念引入大学物理实验,提升了实验数据的可视化。该实验电路成本低,提供了大量的拓展接口,可快速兼容其它物理实验,有利于实现该实验项目的验证性向综合设计性转换。     

驾驶员疲劳检测系统设计

以DM642为主控芯片设计了一套驾驶员疲劳检测的硬件系统,包括主控器模块、视频采集模块、视频输出模块和报警模块等相关电路;综合国内外的研究现状,确定了了疲劳状态判断的理论基础;交叉运用图像处理技术、人脸检测技术和PERCLOS疲劳检测方法,根据眼睛的疲劳特征,实时判断驾驶员的疲劳状态,进行报警,有效防止交通事故的发生;经过对系统的软硬件测试,结果表明,该方案可以有效地识别出驾驶员的疲劳状态,运行速度快、实时性好,具有较高的鲁棒性。     

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...     

微型固态特斯拉线圈尖端放电演示仪

微型固态特斯拉线圈尖端放电演示仪以RLC串联谐振为基本原理实现高压放电.振荡信号由555输出,以Mosfet驱动芯片TC4420构建驱动电路,功率电路采用MOS管IRFP460,音频采用电源调制方式.该仪器可以演示尖端放电现象、音乐电弧、荧光灯隔空点亮以及无线传电现象.演示实验装置采用模块化设计,体积小、功率低,既达到了演示效果,又保障了演示实验的安全性.     

基于幅度调制的可见光通信演示仪

利用频谱搬移原理,采用信号模拟调制与解调技术,设计了抗干扰的可见光通信演示仪.该演示仪由模拟信号调制发射电路和信号接收解调电路构成,可在正常的室内照明环境中与外界强光干扰下正常工作.     

应用于微电容超声换能器的信号处理电路设计*

针对微电容超声换能器的输出信号特征及检测要求,文中设计了换能器的微弱信号处理电路,包括基于跨阻的微弱电流信号检测和多重反馈带通滤波电路。通过搭建水下测试平台,对电路性能及功能进行实际测试,并进行水下测距实验。实验结果表明,该电路可对微电容超声换能器输出的400 k Hz信号进行检测放大与滤波;电路的线性度为0.18%,滤波电路中心频率为396 k Hz,带宽为55 k Hz。该电路可用于CMUT的接收信号处理并应用于超声测距及成像的前端信号处理。     

基于CPLD的FSK调制解调电路及其测试

根据数字式FSK调制和解调的工作原理,对比分析了基于CPLD和单片机的2种电路实现方案.设计了基于CPLD的FSK调制解调模块,利用QuartusⅡ开发平台对CPLD进行编程,实现了FSK调制与解调功能,用IAR FOR AVR平台对单片机ATMEGA16进行编程,实现了位同步功能,同时与外部用SPI接口进行通信.搭建了实际的硬件电路,仿真与实验测试均验证了设计的正确性.