面向空间引力波探测的激光低频段相对强度噪声测试技术

面向空间引力波探测对激光光源相对强度噪声的严苛需求,开展了极低相对强度噪声在低频段的测试表征技术研究。构建了基于低噪声光电探测器、高精度数字万用表以及快速傅里叶（FFT）频谱分析仪在低频段0.1 mHz～100 kHz的相对强度噪声测试系统。利用高精度数字万用表及FFT分段Smooth窗函数平滑算法实现对0.1 mHz～0.5 Hz的极低频段内相对强度噪声测试,本底噪声低于-99 dBc/Hz,同时利用低噪声放大器及FFT频谱分析仪测试在1 mHz～100 kHz的相对强度噪声,本底噪声低于-105 dBc/Hz。两种测试手段在1 mHz～0.5 Hz重叠频段内噪声测试结果的一致性验证了所构建测试系统在低频段测试结果的准确性。利用所构建的相对强度噪声测试系统对自研空间引力波探测用平面波导环形腔（NPRO）激光器、商用光纤激光器、商用外腔半导体激光器等多种激光器进行测试评估,并对其噪声成分及来源进行分析。所构建的低频段相对强度噪声测试系统可满足空间引力波探测对激光强度噪声评估的需求,同时也适用于其他低频段精密测量应用的激光光源噪声评估。     

一种基于STM32的ADC数据采集系统设计

电池管理系统芯片是当前的主流芯片之一,其中ADC模块发挥着重要的作用。ADC静态参数中的INL和DNL是测评ADC性能的重要指标,但使用专业设备测试INL和DNL成本过高,因此开发价格低廉的测试板替代专业设备的需求日益显著。为此,文中设计一种价格低廉的ADC静态参数测试系统。首先,阐述测试系统的基本实现原理;然后,从硬件系统和软件系统两个方面进行具体设计。实验测试结果表明,所设计系统可靠性高且成本低廉,可用于电源管理芯片ADC模块的INL和DNL参数测试。     

无人机系统飞行性能测试及分析系统研究与实现

无人机系统飞行性能是影响产品飞行安全和作业质量的关键,GB/T 38058—2019《民用多旋翼无人机系统试验方法》及行业标准中,已规定平飞/爬升速度、高度/速度保持、定点悬停、航迹精度等飞行性能项目的测试及分析方法。基于现有标准对比分析,文中提出一种地面测试基站获取高精度基准点后与机载测试设备组合解算,测量无人机飞行绝对坐标、姿态角等参量的软硬件实现方法,并将飞行数据的截取、计算、分析、报告等环节嵌入整个测试流程,设计一种可用于旋翼和固定翼无人机系统飞行性能测试及分析的系统。经过实际测试应用,所设计系统满足GB/T 38058—2019标准和行业标准的试验要求,可有效提升飞行性能测试及结果评价的准确性、时效性,缩短测试周期,降低测试成本。     

大气信道下窄线宽激光器对相干通信系统性能影响研究

在空间下行相干激光通信系统中,激光器的线宽大小会影响通信系统的性能,而窄线宽激光器能有效降低激光器线宽引起的激光器相位噪声,目前已经成为相干激光通信系统的首选。光信号在大气信道传输时,大气湍流会引起光信号强度和相位的波动,从而进一步影响系统的通信性能。针对上述问题,基于四相移键控(Quadri Phase Shift Keying, QPSK)通信系统的工作原理,进一步考虑窄线宽激光器线宽和大气湍流引起的光信号强度和相位的波动,给出了空间下行QPSK通信系统误码率模型。并基于该模型,数值仿真分析了窄线宽激光器对空间下行相干激光通信系统性能的影响。结果表明：大气湍流不仅严重影响系统性能,也会弱化激光器线宽对系统性能的影响。而对于大气湍流影响而言,其引起的相位波动要大于光强波动的影响。此外,随着通信速率增大,激光器线宽对于系统性能影响也会随之降低。文中对于空间下行相干激光通信系统的优化设计和调试具有一定的实际参考意义。     

航空机载软件全数字仿真测试系统的设计与实现

针对航空机载软件测试环境与开发环境冲突、测试环境可控性和通用性差、非干预性测试困难的问题,分析了全物理实装测试环境、半实物仿真测试环境的优缺点,研究了全数字仿真测试技术,设计并实现了一种航空机载软件全数字仿真测试系统。该系统由仿真核心平台、仿真工具组件、协同仿真组件和人机交互组件构成,提供了航空机载处理器、内存、外设等多种可重用库。提出了基于底层虚拟机的动态二进制翻译技术、协同仿真时间同步和数据通信机制等关键技术,实现了航空机载软件全数字高速闭环仿真运行。工程实践证明,该系统能达到降低硬件设备的依耐性、简化测试环境搭建的复杂度、提高测试效率约42%的目的。     

弹载红外相机静态质量质心配平

为了实现弹载红外相机静态质心配平,在整机质量具有一定要求下,设计了一套数量少、质量轻、工艺性好、互换性优的配重负载组合。针对狭小空间体积的弹载红外相机设计出配重负载以及合理安排负载组合的安装位置,提出了先利用三维设计软件Creo4.0仿真出原始样机质心位置,再结合整机的质心要求,在空间两点采用力矩平衡原理计算出配重负载质量和质心应在位置的耦合关系,在总结归纳了配重负载设计原则之上,运用Creo4.0设计出配重负载方案。经过投图、加工、装配以及严格的质心测试论证,结果表明,该方法很好地实现了质心配平功能,使得弹载红外相机满足质心要求。这种静态质心配平思路相较于试配法具有快速高效、布局合理等优势。     

EMI电源滤波器插入损耗测试装置对比

为解决测试装置不完善造成电源EMI滤波器插入损耗测量结果的严重失真问题,设计了一款基于同轴传输线结构的同轴探针,用于适配滤波器插针式的引出端。以此探针为基础,设计了一款测试工装,并将此测试工装与同轴“开口线”作为对照组,测试了滤波器样品的插入损耗。数据显示,非同轴结构的同轴“开口线”测试结果存在严重失真,不能满足准确测试的要求;而测试工装所获测试结果与标准数据基本一致。相对而言,同轴测试系统是准确测量插入损耗的解决方案。     

全国产化的电磁兼容测试系统

长期以来,国内电磁兼容测试系统的各细分市场均被国外相关公司垄断,致使国内电磁兼容系统用户面临着强制捆绑销售带来的系统价格虚高、测试流程及界面不可更改、人员熟练掌握时间成本高、对突发故障排查及日常支持响应不及时等各种问题。而国内系统供应商受限于国产测试设备硬件的性能,以及国外厂商的捆绑销售策略,于夹缝中求生。此外,国外品牌“硬件+软件”方案的信息安全隐患也不容忽视。     

漏电低短路能力强的3300 V IGBT模块

为实现满足电网应用要求的短路能力强、反向偏置安全工作区大、工作结温高的3 300 V高压绝缘栅场效应晶体管模块,提出了一种具有N型增强层的IGBT元胞结构,采用P型隔离区的元胞布局结构和台阶形场板的保护环结构的IGBT设计。基于203.2 mm（8英寸）平面栅IGBT加工工艺,制作出的芯片封装成3 300 V/1 500 A的IGBT模块。模块常温下的饱和压降(V₍C_Esat)为2.55 V,动态总损耗(E_tot)为5 236 mJ;高温150℃下的V_CEsat为3.3 V,集电极和发射极间的漏电流(I_CES)只有38 mA,Etot为7 157 mJ。在常温时,当栅极和发射极电压(V_GE)为18.5 V的条件下,模块通过了一类短路测试。在150℃下,模块通过了2.5倍额定电流的反向偏置关断测试。     

基于雷达装备的测试性评估方法研究

雷达装备在作战中具有重要的作用,而雷达装备的测试性设计对雷达装备起关键作用,对雷达装备的测试性设计进行分析,及时将测试性设计和试验相结合,使雷达装备的测试性水平得到提高。首先对雷达装备的测试性设计进行了分析和阐述,之后基于设计和试验提出了一种测试性评估方法,并提出一套测试性评估程序,来帮助雷达装备进行测试性评估。