检索结果-南通市图书馆

精密时频和数字化测量和处理中的边沿效应及其应用

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

时间频率学报 2022年第3期45卷 175-183页

作者：周渭李智奇白丽娜苗苗屈八一西安电子科技大学西安710071 长安大学西安710064

边沿效应,就是在进行如相位、频率、电压、以及被传感信号等量值测量时,因为装置的分辨率有限,会在测量目标附近形成一个模糊区。这常常是测量仪器发展的一种障碍。深入研究不同量值模糊区的边沿特性,发现利用边沿效应能够获得更好的处... 详细信息

边沿效应,就是在进行如相位、频率、电压、以及被传感信号等量值测量时,因为装置的分辨率有限,会在测量目标附近形成一个模糊区。这常常是测量仪器发展的一种障碍。深入研究不同量值模糊区的边沿特性,发现利用边沿效应能够获得更好的处理结果,例如大幅度地提高测量精度、扩展测量的范围、取得更快的响应时间等。时频、尤其是相位处理的手段也同时是数字化技术进一步发展的基础。借助于“相位重合”的思路、高频时钟下A/D采样的“跳变沿”处数字转换值与实时模拟电压的拟合效应,边沿效应和等效相位处理思路的结合,在交流电压测量中利用8位A/D转换器能够得到与21位数字电压表一样的电压测量精度,同时又解决了传统的数字电压表无法精密测量高频电压的问题。反过来,这方面的成果用于数字化线性相位比对中,使得16位A/D转换器的数字化线性相位比对的分辨率(秒级)从-13量级进步到-14量级。时频测量具有所有物理量中的最高测量分辨率。把时频处理的原理、方法等通过相位概念的扩展并且结合边沿效应的应用移植到更广泛的数字化测量以及传感器应用中,具体在AD转换的数字/时刻、以及其变化率的跳变沿利用的处理等,能够解决广泛的测量和控制问题。例如,频标比对中的差拍周期法移植到更广泛的AD转换的数字测量中,通过时钟采样周期性地对于被测电压的相位步进,能够获得更高频率模拟量的准确波形变化参数以及其他信息。大幅度提高精度的同时也解决了特高频电压数字测量。

关键词：边沿效应线性相位比对高频电压数字化边沿传感技术

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

边沿效应及其在精密测量中的应用

边沿效应及其在精密测量中的应用

作者：叶云霞西安电子科技大学

学位级别：硕士

所有的测量都存在测量误差和设备分辨率的问题,而测量分辨率存在一定的限度,这就使得在测量时会在以标准值为中心的区域形成一个模糊区。如果不进行任何处理,则测量时会以模糊区内任意一点作为被测结果,最终得到的测量精度与模糊区的大... 详细信息

所有的测量都存在测量误差和设备分辨率的问题,而测量分辨率存在一定的限度,这就使得在测量时会在以标准值为中心的区域形成一个模糊区。如果不进行任何处理,则测量时会以模糊区内任意一点作为被测结果,最终得到的测量精度与模糊区的大小一致。因此对于分辨率和模糊区的研究具有重要意义。在两个比对对象间的变化呈单调变化的情况下会形成集中模糊区,而当两个比对对象间的关系比较复杂时,则会产生离散模糊区。但是无论是集中的模糊区还是离散的模糊区,参考信号与被测信号间的比对特征在模糊区的边沿可以灵敏地检测出模糊区内与模糊区外的不同结果。由于模糊区边沿具有很高的稳定性,这时利用边沿效应可以实现更高精度的测量,检测得到的最终分辨率将取决于设备分辨率的稳定性,将远高于设备分辨率本身。为了探索边沿效应的物理特性,进行了基于相位重合检测的高分辨率频率测量。在周期性信号间规律性现象的研究中发现可以利用直接数字式频率合成器（DDS）根据被测信号的频率调整参考信号频率以保证参考信号与被测信号之间相位差的变化是单调排列的,从而可以形成较容易处理的集中模糊区。通过实验比对不利用模糊区边沿和利用模糊区边沿进行测量的结果,得出了合理利用边沿效应能够大幅度提高测量精度的结论。在测量装置分辨率模糊区的边沿,极其微弱的信号变化就有可能使得检测的结果在模糊区的边沿内和外发生变化。这可以实现一些以往难以测量的物理量的测量,比如响应时间短到100ns量级的瞬态频率稳定度。瞬态频率稳定度更能直观地在时域上反映频率源实时短期的稳定度和远端的相位噪声。利用边沿效应进行相位噪声测量,与传统的相位噪声测量方法相比具有线路简单、响应时间快和灵敏度高等优点。在大量数字化的测量和均匀刻度的测量中,其量化值和刻度值就是测量中的边沿,通过利用这些边沿物理特性的稳定性使得很多物理量的测量精度得到提高。本文对利用边沿效应进行长度测量、电压测量和传感器测量的原理进行了分析和仿真,验证了边沿效应具有高分辨率的特征。由此可见边沿效应在广泛物理量的精密测量中具有普遍性,并且合理利用边沿效应具有很好的应用价值。此外还有很多物理量在现有测量精度的基础上合理利用边沿效应就可以进一步提高测量的精度。一些在通常情况下较难实现的测量精度和目标合理利用边沿效应也可以得到解决。因此边沿效应的利用对于未来测量技术的发展提供了一种方向性的手段。

关键词：分辨率稳定性模糊区边沿效应精密测量

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于边沿效应的压缩晶体谐振带宽的方法研究

基于边沿效应的压缩晶体谐振带宽的方法研究

作者：金瑜珍西安电子科技大学

学位级别：硕士

传统的恒温晶体振荡器存在精度低、稳定度低、易老化等缺点。本文通过对普通恒温晶振进行分析研究,提出了以边沿效应模糊区为理论基础的压缩晶体谐振谱线带宽的方法,有效地解决了以上问题。从高分辨率的角度来看晶振的谐振频率不是一个... 详细信息

传统的恒温晶体振荡器存在精度低、稳定度低、易老化等缺点。本文通过对普通恒温晶振进行分析研究,提出了以边沿效应模糊区为理论基础的压缩晶体谐振谱线带宽的方法,有效地解决了以上问题。从高分辨率的角度来看晶振的谐振频率不是一个点,而是一段区间,该方法的目的就是压缩这段区间,以提高晶振输出频率的精度。普通的晶体振荡器采用的是LC谐振器,而本论文设计的晶振中使用了两个晶振,一个用于选频,另一个用于稳频。晶振振荡起来后,通过调节选频晶振的谐振中心频率使两个晶振的谐振频率靠近,从而使这两个晶振谐振带宽的边沿处重叠,最终振荡电路振荡于这段重叠区域内,压缩了振荡范围,提高了精度。论文中设计了振荡电路、温度控制电路、测量振荡电路输出信号的方法。最终通过实验测量晶振的相噪,达到了减小相噪、提高精度的目的,证明了利用边沿效应可以压缩晶体的谐振带宽。

关键词：边沿效应恒温晶振压缩谐振带宽双晶体

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

精密晶体振荡器中的边沿效应及其应用

精密晶体振荡器中的边沿效应及其应用

作者：王肖洋西安电子科技大学

学位级别：硕士

本文主要是针对晶体振荡器中的边沿效应及其相关特性的研究。边沿效应是一个新理论,通过对其进行合理的应用,可以提高频率设备的精度。对于晶体振荡器,由于它的振荡频率模糊区的边沿具有较高的稳定性,因此利用晶振中的边沿效应可以提高... 详细信息

本文主要是针对晶体振荡器中的边沿效应及其相关特性的研究。边沿效应是一个新理论,通过对其进行合理的应用,可以提高频率设备的精度。对于晶体振荡器,由于它的振荡频率模糊区的边沿具有较高的稳定性,因此利用晶振中的边沿效应可以提高它的整体性能。首先本文从晶体振荡器的物理特性及其影响因素入手,对其工作原理及其重要组成部分做了详细的分析,并主要对晶振的老化漂移特性与相位噪声做了细致的研究。对于老化漂移特性,分析了其产生机理及其影响因素并介绍了其表征方法,通过对传统老化漂移补偿方法的研究分析,提出了一种主要由单片机控制并能够实现自动补偿的振荡器老化漂移补偿方案,通过补偿前后晶振的老化特性对比,补偿后晶振的日老化率降低大约4倍。对于晶振的相位噪声特性,详细阐述了振荡器中的电噪声、放大器噪声及谐振电路噪声及其各自的产生原因,分析了相位噪声的产生机理并发现了降低噪声的方法,通过对恒温晶振的温控电路及振荡电路的研究及改善,研制的振荡器取得了较高的相位噪声指标,达到了-97dBc/Hz@1Hz,-128dBc/Hz@10Hz,-159dBc/Hz@1kHz的水平。通过对这两个特性的研究,为本文对晶体振荡器中的边沿效应的研究打下了基础。最后,本文对边沿效应做了详细介绍与分析,并对晶体振荡器中的边沿效应及其应用进行了深入研究。通过采用品质因数更高的AT切晶体谐振器替换恒温晶振用于选频与滤波的LC谐振滤波器,并将振荡器的谐振线宽压缩到其模糊区的边沿,可以提高了振荡器的等效Q值。通过实验证明,利用边沿效应改善后的恒温晶振相位噪声平均降低了5dBc/Hz,日老化率降低了大约4倍。

关键词：低噪声晶体振荡器老化漂移补偿边沿效应恒温晶振

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

石英晶振相关特性的研究及边沿效应的应用

石英晶振相关特性的研究及边沿效应的应用

作者：卜冬西安电子科技大学

学位级别：硕士

本文首先从晶体振荡器的工作原理入手,对其物理特性、主要参数、常见晶振类型、主要影响因素以及主振电路做了简单的介绍,然后主要针对性地对晶振的老化漂移特性与相位噪声做了详细的分析与研究。对于老化漂移特性,分析了其产生原因及... 详细信息

本文首先从晶体振荡器的工作原理入手,对其物理特性、主要参数、常见晶振类型、主要影响因素以及主振电路做了简单的介绍,然后主要针对性地对晶振的老化漂移特性与相位噪声做了详细的分析与研究。对于老化漂移特性,分析了其产生原因及其影响因素,抓住其老化规律建立老化预测数学模型,利用已有的老化数据与预测数据进行比较,验证模型是合理的,最后对老化进行补偿。对于晶振的相位噪声特性,分析了相位噪声的产生机理,通过选取低噪声的元器件,研制出一只具有较高相位噪声指标的晶振。边沿效应是一个新兴理论,通过对其进行合理的应用,可以提高测量装置的精度。对于晶体振荡器,从高分辨率的角度来看,其谐振与振荡不是发生在同一个频率点处,发生在一段连续频率范围内。由于振荡与谐振在该频率范围内的不断波动,在理想状态下的严格谐振频率值两侧会形成一个可能发生振荡的区域,我们则将这段区域称为晶振的模糊区,由于模糊区的边沿具有较高的稳定性,因此可以利用晶振中的边沿效应来提高晶振的Q值。最后,本文对边沿效应做了详细介绍与分析,并对晶体振荡器中的边沿效应及其应用进行了深入研究。采用了一种双晶体振荡电路即用Q值更高的AT切晶体谐振器替换起选频滤波作用的LC谐振滤波器,并通过CPU控制AT切晶振滤波器移动滤波线宽从而不断压缩晶振谱线宽度,限制晶体振荡器振荡在模糊区的边沿处。通过实验证明,利用边沿效应改善后的恒温晶振相位噪声与老化率指标得到明显改善。

关键词：晶体振荡器老化低相位噪声边沿效应谱线宽度

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于边沿效应的高精度相位差测量技术

基于边沿效应的高精度相位差测量技术

作者：康旭西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着现代高新技术的发展,精密时间相位同步技术在卫星导航定位、网络通讯同步、军事以及国防等领域发挥着重大作用,而高精度的相位测量技术作为实现精确时间相位同步的前提不但成为国内外研究的热点,并且对其它高新科技领域的快速发展... 详细信息

随着现代高新技术的发展,精密时间相位同步技术在卫星导航定位、网络通讯同步、军事以及国防等领域发挥着重大作用,而高精度的相位测量技术作为实现精确时间相位同步的前提不但成为国内外研究的热点,并且对其它高新科技领域的快速发展有着巨大的推动力。目前国内相位测量技术和欧美国家还存在一定的差距,为了在这些技术领域缩小与发达国家之间的差距实现技术突破,对于全新的测量理论以及高精度测量方法的研究十分必要。本文开始讲述了几种早期常用的几种相位差测量途径并分析其方法原理。接下来通过数学推导以及波形比对的方法对时频信号之间的相位变化规律做了细致的分析、研究,在任意频率关系信号之间的相位关系方面探索了群周期、群相位差、最小相移分辨率等特性,群相位理论的运用使得任意频率标称值信号间的相互比对成为现实,并且对时频信号的测量精度有很大提升。在群相位理论基础上,根据在频率信号测量实验中出现的测量系统分辨率远高于测量器件本身分辨率的现象探索了测量中的边沿效应现象。由于测量器件有限的分辨率,使用传统的相位测量方法很难完成高精度的测量,通过对边沿效应理论的研究,研究出了一种频率信号之间的高分辨率相位互比方法,通过这种方法,在器件本身测量分辨率不变的情况下实现测量系统精度的大幅度提高。最后将边沿效应概念运用到相位差的测量方法中,提出了引入中介源的相位差测量方案,通过频率可调的中介源信号分别与两路同频被测信号进行互比,实现了信号间的严格同步,基本上消除了计数过程中存在的量化误差;克服了现有技术中体积较大、成本较高、时频域转换复杂等缺点,简化了测量电路、降低了制造成本,有效地提升了设备测量精度。本文通过单片机与FPGA联合开发相位差测量系统,文中详细介绍了系统中各模块的功能以及设计原理,之后给出了测量系统的硬件电路设计以及电磁兼容设计原理,通过对测量数据的分析发现误差来源以及测量系统存在的不足之处。

关键词：相位差相位同步检测相移分辨率群相位差边沿效应

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

一种高性能的全数字锁相环设计方案

西安电子科技大学学报 2019年第1期46卷 112-116页

作者：屈八一程腾俞东松李智奇周渭李珊珊刘立东长安大学信息工程学院陕西西安710064 西安电子科技大学机电工程学院陕西西安710071

针对实现参考频率和输出的频率近似相等或者近似成整数倍关系时遇到的锁相环设计方案复杂以及高性能的模拟锁相环不适宜于集成化问题,设计了主要由模数转换器、全数字式鉴相器、数字式低通滤波器和数控振荡器等构成的全数字式锁相环。... 详细信息

针对实现参考频率和输出的频率近似相等或者近似成整数倍关系时遇到的锁相环设计方案复杂以及高性能的模拟锁相环不适宜于集成化问题,设计了主要由模数转换器、全数字式鉴相器、数字式低通滤波器和数控振荡器等构成的全数字式锁相环。主要利用模数转换器在动态量采集时具有的边沿效应从其采集的大量数据中选择出精度更高的数据用于后级的全数字式鉴相,实现了一种全数字式锁相环。实验结果表明了该方案的正确性及其具有锁定精度高和环路的本底噪声低等特性。

关键词：数字锁相环边沿效应全数字式鉴相器数控振荡器

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

航空轴承试验器力载荷装置改进方法

燃气涡轮试验与研究 2015年第5期28卷 54-57,62页

作者：叶本远李锟杨坤山刘廷武中国燃气涡轮研究院四川江油621703

为提高航空轴承试验器力载荷装置的加载精度,基于已有试验平台,分析了原加载装置精度偏低的原因,并通过仿真方法予以验证,提出了针对性的改进措施。通过在加载杆中串连传感器,将力信号作为控制变量引入控制闭环,实现对力载荷的直接控制... 详细信息

为提高航空轴承试验器力载荷装置的加载精度,基于已有试验平台,分析了原加载装置精度偏低的原因,并通过仿真方法予以验证,提出了针对性的改进措施。通过在加载杆中串连传感器,将力信号作为控制变量引入控制闭环,实现对力载荷的直接控制,消除了加载膜片边沿效应的影响;增加预紧弹簧使油压调节阀有效避开非线性工作区域,保证了加载装置的作动速度。经试验验证,改进后的加载装置具有较高的加载精度,且安装、使用方便。

关键词：航空发动机航空轴承试验器边沿效应力载荷液压加载膜片稳态偏差

一种基于晶体振荡器相关端点的相位差测量方法的研究与补偿

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

一种基于晶体振荡器相关端点的相位差测量方法的研究与补偿

作者：周扬西安电子科技大学

学位级别：硕士

时频测控技术的发展现如今已经日新月异,在诸多领域都有涉猎,并且还扮演着非常重要的角色。随着卫星导航、信息技术革命的爆发,传统的技术对晶振的改进已经没有突破性的进展,而且也不足以满足在高端产业中的应用,寻求新的技术已经迫在... 详细信息

时频测控技术的发展现如今已经日新月异,在诸多领域都有涉猎,并且还扮演着非常重要的角色。随着卫星导航、信息技术革命的爆发,传统的技术对晶振的改进已经没有突破性的进展,而且也不足以满足在高端产业中的应用,寻求新的技术已经迫在眉睫。而一次新技术的迸发都有可能使得传统技术得到进一步的升华。晶体振荡器作为频率标准器,其性能的稳定性一直都是研究的主要目标,因此在这一方面的改进方法也是人们一直探讨的方向之一。但是在谐振器工作时谐振参数的变化导致在谐振器感性状态产生的移相的不稳定,也就是产生移相变化的因素并没有得到重视。本文从开始深入分析了晶体谐振器的物理特性、工作原理和老化特性。分析了谐振参数的变化在LC移相电路中产生的误差和对谐振回路Q值的影响与谐振频率之间的关系,从理论上探讨了对谐振器两端信号的测量的必要性。结合相位重合检测和比相法结合的技术,利用边沿效应来对相位进行更精确的测量。虽然谐振器两端信号为同频信号,但是被测信号的相位的变化是符合相位重合检测的要求的,这样在精确的测频的情况下,就可以得到连续的实时的相位信息,并且在相同频率的标称值下进行相位比对,也进一步提高了测量精度。在本文中,不仅介绍了谐振参数的特性,而且介绍了模糊区与模糊区的边沿效应等理论知识。通过直接测量法对测量的可行性进行了论证,使用相位重合检测与比相法的结合进行测频测相,可以得到两端信号的实时相位信息。然后通过Matlab进行对数据的处理和拟合,选择合适的数学模型建立频率、相位以及频率与相位的变化关系,并且加以验证与部分改进。经过验证,建立的数学模型对模型的预测有较好的效果。最后通过简单的补偿方法对经过谐振参数引起的频率漂移进行了补偿,补偿结果可以显示,通过相位差的变化来进行补偿可以很好的改善由于谐振参数引起的频率漂移。这一个方法的提出,就可以在振荡器内部集成化的生成对谐振参数引起变化的补偿,使得晶体振荡器的输出频率的稳定性更高。

关键词：谐振参数的变化相位重合检测边沿效应相位反馈补偿