這是一篇哈爾濱工業大學2012年 物理電子學工學博士的畢業論文。相干多普勒激光雷達是測量遙感風場和運動目標速度的有力工具。相干多普勒激光雷達的發射源普遍使用單縱模激光器，而鎖模激光所具有的寬頻譜、窄脈寬、高峰值功率等特性使其在作為相干激光雷達發射源方面具有潛在的應用價值。本文從理論上和實驗上對基于鎖模激光的相干多普勒激光雷達進行了研究。 理論上，在單頻外差探測原理的基礎上，考慮了具有 m+1 個模式、縱模間隔為 ω 的本振光，與發生了 Δω 頻移的信號光相干拍頻后的理論模型，證明了相位差恒定的鎖模激光可以實現相干混頻，并可以通過低通濾波或 FFT 頻譜分析的方式檢測出差頻信號。利用這一理論模型進行了數值模擬計算，分析了信號光在不同的頻移值時的拍頻波形，討論了實現相干探測本振光與信號光應滿足的條件。 基于相干多普勒激光雷達系統對發射光源的要求，進行了鎖模激光器的實驗研究。通過使用不同的鎖模器件得到鎖模激光輸出，其中主動鎖模和調 Q 主動鎖模都獲得了單脈沖寬度在百皮秒量級、鎖模深度 100%、鎖模幾率 95%以上的穩定的鎖模脈沖序列輸出。對被動鎖模、主動鎖模、調 Q 主動鎖模的激光輸出特性進行了對比研究，主動鎖模脈沖序列包絡時間較長但峰值功率較低，而調 Q 主動鎖模峰值功率高但包絡時間較短，不同類型的激光輸出為后續的相干測速實驗提供了多種選擇。 利用聲光移頻器模擬外差探測中信號光發生的多普勒頻移，進行了鎖模激光拍頻實驗研究，并與單縱模激光拍頻實驗結果進行了比較。使用鎖模激光在頻移為 30 ~ 80 MHz 的范圍內進行了拍頻實驗研究，拍頻波形及信號處理的結果均與理論分析相符， 測量結果的相對誤差在 0.5%以下。 分別使用脈寬為 10 ns和 16 ns 的調 Q 單縱模脈沖進行拍頻，在信號光頻移為 150 MHz 時測量結果的相對誤差分別為 3.7%和 1.6%。對比實驗結果發現，調 Q 單縱模脈沖由于有限的脈寬限制了拍頻后包絡的數量，導致誤差相對較大，而鎖模脈沖序列由于具有較長包絡時間，在測量較低頻移值時仍具有較高的精度，即測量低速目標時更具有優勢。在具有較長包絡時間的同時，鎖模激光還具有高峰值功率和窄脈寬的特點。使用光纖耦合的方式進行了相干拍頻實驗，得到了穩定的相干拍頻波形，FFT 頻譜分析的結果與設定值和理論分析相符。
標簽： 激光雷達
上傳時間： 2022-02-12
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程控可編程線性電源廣泛應用于集成電路測試和各種實驗過程中,電源的性能、可靠性和易操作性是其關鍵指標。本文以ATmega128單片機為控制核心,以ADS8341模數轉換器、 AD5624數模轉換器,設計了一款三通道輸出的程控可編程線性電源樣機。闡述該電源的系統架構、結構、操作系統、液晶顯示界面以及通信協議等設計內容。對樣機進行了測試,給出了該電源的常用指標,該樣機已長時間應用于高速高精度A/D轉換器和D/A轉換器的測試中。
上傳時間： 2022-03-28
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NXP LPC2214軟件參考設計例程 -20例基礎源碼一 概述LPC2000 系列微控制器是基于ARM7TDMI-S 內核的32 位微控制器片內集成了支持400KHz 高速模式的硬件I2C 總線接口為了方便地對 I2C 從器件進行快速的正確的讀寫操作我們設計了LPC2000 系列微控制器I2C 軟件包本軟件包是硬件I2C 以主方式工作的只要用戶調用接口函數并提供幾個主要的參數即可輕松地完成I2C 總線外圍器件的應用程序設計二 I2C 串行總線I2C 總線是PHILIPS 公司推出的芯片間串行數據傳輸總線2 根線(SDA SCL)即可實現完善的全雙工同步數據傳送能夠十分方便地地構成多機系統和外圍器件擴展系統I2C 器件是把I2C 的協議植入器件的I/O 接口使用時器件直接掛到I2C 總線上這一特點給用戶在設計應用系統帶來了極大的便利I2C 器件無須片選信號是否選中是由主器件發出的I2C從地址決定的而I2C 器件的從地址是由I2C 總線委員會實行統一發配三 軟件包接口說明LPC2000 系列微控制器I2C 軟件包采用中斷方式進行處理提供了4 個接口函數分別為ISendByte() ISendStr() IRcvByte 和IRcvStr() 由于I2C 向量中斷需要根據實際應用來設定(即VIC 的設置) 所以軟件包中沒有提供I2C 初始化的代碼在調用I2C 軟件包接口函數前用戶程序要配置好I2C 總線接口(I2C 引腳功能和I2C 中斷并已使能I2C 主模式)
上傳時間： 2022-05-03
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基于DSP28035的高速永磁無刷直流電機驅動系統，包括論文和軟硬設計資料。摘要參賽作品為基于DSP28035的高速永磁無刷直流電機驅動系統。該系統以一臺額定轉速60 krpm的高速永磁無刷直流電機、交錯并聯的Buck電路以及全橋電路為硬件平臺，以DSP28035為控制核心，實現了調壓調速功能和基于坐標變換的無位置傳感器新技術。為實現該系統要求，本作品充分利用了DSP28035的資源例如：CLA模塊，模擬比較器、HPWM模塊以及AD轉換模塊等。AbstractThis work is the drive system for a high speed permanent magnet burshless dc motor based on DSP28035. The hardware platform consists of a BLDC motor(rated speed is 60000rpm), a Buck circuit and an inverter. Under the control of DSP28035, this system can achieve the goal of adjusting the motor’s speed with voltage and the function of sensorless control based on the coordinate transformation. By making full use of resources of the core, such as CLA, analog comparator, HPWM and AD converters, the whole system can meet the requirements.1 引言高速永磁無刷直流電機驅動系統由于基波頻率較高（一般在1kHZ以上），利用逆變橋斬波進行調速的控制方式通常會受到開關管開關頻率的限制，因此該系統多采用三相全橋前級加Buck電路進承擔調壓調速的功能，而三相全橋主要承擔邏輯換相的功能。然而，傳統Buck電路所需電感的體積較大，增加了系統的體積，降低了系統的功率密度。
上傳時間： 2022-05-08
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單片機的智能火災報警系統采用51單片機+MQ-2煙霧傳感+ADC0832模數轉換芯片+DS18B20溫度傳感器+數碼管顯示+按鍵設定+聲光蜂鳴器設計而成。1、可設置煙霧濃度和高溫報警值，遇到緊急突發情況可緊急報警和手動取消緊急報警功能。2、當有特殊情況時可按緊急報警鍵報警，并有掉電保存功能，設置的參數保存在單片機內部EEPOM中。3、當煙霧傳感器檢測到火災釋放的煙霧時，信號由ADC0832進行處理模數轉化再到單片機進行處理，當檢測到濃度超標時，蜂鳴器會發出滴滴的報警聲同時紅燈亮。4、同時，此系統還可以檢測溫度，火災發生往往環境溫度會升高。到檢測到溫度超過設定的報警溫度時候，蜂鳴器也將產生報警同時黃燈亮。5、系統的按鍵還具有連加、減功能，操作起來非常方便，系統還能夠在進入設置界面后，如果沒有按鍵按下30秒后會自動退出設置界面。
標簽： 單片機 智能火災報警系統 煙霧傳感 adc0832 模數轉換
上傳時間： 2022-06-10
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一種新穎的正弦正交編碼器細分方法摘要，提出了一種不用查詢表的正弦正交編碼器細分方法利用控制系統臨界穩定原理生成一個高頻數字正弦載波與采樣得到的正弦編碼信號實時比較來獲取相位信息，與傳統查詢表細分方法相比，節省了大量的存儲空間而且整個細分過程通過軟件實現，不需要添加額外的硬件，同時闡述了影響細分分辨率的因素，推導出了防止電機高速運行時細分混登的條件；最后，以一臺7kw的電梯用永磁同步電機配套海德漢的ERN487-2048正弦增量式編碼器為平臺，驗證了該細分方法用于轉子初始位置識別及速度控制的可行性.關鍵詞，正弦編碼器，細分，永磁同步電機，電梯，轉子初始位置隨著社會的發展人們對電梯的體積載重量功耗調速精度及調速范圍等提出了越來越高的要求永磁同步電機以功率密度大氣隙密度高轉矩電流比高轉矩慣量比大壽命長及結構簡單等優點成為無齒輪電引機的首選 對于正弦波永磁同0步電機矢量控制系統坐標變換中的轉子位置角是否能準確實時地檢測直接影響到整個系統的性能因此高性能要求的系統一般采用分辨率高的光電式編碼器檢測轉子位置.
標簽： 正弦正交編碼器
上傳時間： 2022-06-18
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隨著科學水平的提高，生物、化學以及醫療相關器械領域對精度要求也在不斷地提升.生物制劑提取、注射，化學藥品傳輸供給以及藥物治療等MEMS的研究不單單是對精密儀器的攻堅克難，更是交叉學科賦予高精密儀器研究發展的難題。技術革新便要理論創新，才能突破現有技術發展的瓶頸?，F有的壓電超聲波霧化器理論發展已頗具成熟，產業化發展也甚是豐富，可是由于產品的不斷創新換代，同時也導致理論創新的不同步，致使許多創新產品缺少對應的系統理論支持。本文立足微泵型壓電超聲波霧化器的研究，提出了系統的霧化理論、結構仿真和霧化效果實驗研究。本文主要的研究內容和成果如下：在霧化理論分析方面，通過對霧化片金屬基片和錐孔的變形公式推導分析，建立了微泵型壓電超聲波霧化器霧化理論數學模型，并結合變形分析對其霧化機理進行了完整的闡述在有限元仿真分析計算方面，通過對霧化片簡化建模，進行了霧化片的諾響應計算分析，得出霧化片諾響應工作模態及其相應振型。并結合霧化理論分析了各模態相應霧化效果，提出霧化效果改進意見。在霧化效果實驗方面，進行多普莉激光測振實驗，與諾響應仿真計算相互論證，提高其可行性，并通過霧化效果實驗來驗證霧化效果理論分析結果，最后結合仿真計算和多普勒激光測振結果綜合分析、總結出霧化效果的影響因素。關鍵詞：MEMS，壓電泵，超聲波，霧化器，壓電陶瓷，振型。本文工作在機械結構力學及控制國家重點實驗室完成。
標簽： 超聲波霧化器
上傳時間： 2022-06-18
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摘要：建立了數字控制DC/DC開關電源閉環系統的s域小信號模型，采用數字重設計法針對給定的系統季數設計了數字補償器。應用SISO Design Tool仿真平臺，在伯德圖分析和根軌連法的基礎上設計了連續城的模擬補償器，并進行了離散化處理。在建立系統s城模型時引入了模數轉換器和數字脈寬調制發生器產生的延遲效應，使補償器的設計考慮了采樣速率對系統的影響，改善了傳統離散設計的誤蓋?；诮套种卦O計法構建的數字補償器實現了對脈寬調制信號的可編程精確控制，保證了變換器閉環工作良好的動態特性。仿真實驗結果驗證了所設計的數字補償器的性能。關鍵詞：數字控制系統；模數轉換；數字重設計法；數字補償器；數字脈寬調制1引言傳統的開關電源采用模擬控制技術，使用比較器、誤差放大器和模擬電源管理芯片等元器件來調整電源輸出電壓，存在著控制電路復雜、元器件數量多以及控制電路成型后很難修改等缺點，不利于開關電源的集成化和小型化。近年來隨著微電子學的迅速發展，電源的控制也已經由模擬控制、模數混合控制，進入到數字控制階段”，具有可編程性、設計可延續性、元件數量減少、先進的校正能力等優點。以往由于DSP等控制芯片的高成本，數字控制多用于大功率AC/DC變換器、PFC功率因數校正等場合”，而對于DC/DC高頻開關電源只是實現了一些數字化的簡單應用，如采用MCU提供保護、監控和通信功能。隨著數字控制芯片成本的降低，數字控制也逐漸應用于DC/DC直流變換器，直接參與電源的反饋回路控制，實現了信號采樣補償和PWM調節的數字化。數字PID補償器的設計非常關鍵，直接決定了電源的輸出精度、動態響應等指標。近年來對DC/DC開關電源的數字補償器的建模研究已有很多論述]，主要基于數字重設計法和直接數字設計法。數字重設計是在傳統模擬電源研究方法的基礎上，首先將數字電源簡化為一個連續的線性系統，忽略了采樣保持器效應后設計模擬補償器，然后采用雙線性近似（Tustin）、匹配零極點（MPZ）等方法對其離散化得到數字補償器。直接數字設計是直接建立零階保持器和被控對象的離散模型，再構建包括離散補償器的反饋系統。數字重設計和直接數字設計法在高采樣速率下設計的數字補償器性能差別不是很大，只是在低采樣速率下直接數字設計更加精確。
上傳時間： 2022-06-18
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作為模擬與數字電路的接口電路的關鍵部分，模數轉換器（ADC）現代通信、需達、盧納以及眾多消費電子產品中都占據極其重要的地位。隨著科技的迅猛發展，對模數轉換器的性能，特別是速度上的要求越來越高，ADC的性能好壞甚至已經成為決定設備性能的關鍵因素。本文以超高速ADC作為設計的目標，采用了Flash型結構作為研究的方向，并且從ADC的速度和失調電壓消除技術入手進行了重點研究。本文采用了種新穎的消除失調電壓的技術-chopping技術，該技術主要是依靠 組隨機數產生器所產生的高速隨機數序列來隨機快速置換比較器輸入端，從而使得失調電壓近似平均為零，本文設計了種高速隨機數產生器，可以產生速率達到1GHz的隨機數序列。由于比較器部分是影響整個ADC速度的關鍵因素，因此在設計中對于比較器部分逃行了重點優化設計。另外還在數字編碼電路中加入了糾錯設計。通過電路仿真，所設計的ADC可達到1GHz的采樣速率，最大積分非線性和微分非線性分別為0.42LSB和0.49LSB，當輸入信號頻率為16.6MHz時，無雜波動態范圍（SFDR）達到41dB，當加入50mV失調電壓時，chopping技術可以將SFDR增加3dB左右。本設計采用了和艦0.18um CMOS混合信號工藝，完成了主要模塊版圖的設計工作。關鍵詞 Flash型 ADC；失調電壓消除技術：chopping技術
上傳時間： 2022-06-19
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電力電子技術的發展使電機驅動系統擺脫了常規兩電平逆變器拓撲的限制，電機驅動系統與多電平逆變器的結合成了新的思路。多電平逆變器的輸出電平數多，因此其輸出波形更好，在大容量交流調速系統中優勢明顯。作為多電平逆變器的研究基礎，三電平逆變器應用最為廣泛，而其中首選的是二極管鉗位型三電平逆變器。因此采用二極管鉗位型三電平逆變器驅動PMSM的模型預測控制系統作為研究對象。在PMSM驅動系統中，位置與轉速的檢測是非常重要的，一般采用的方法是通過機械傳感器來進行測量，但這種測量方法在實際應用中有很多缺陷，會降低電機系統的穩定性和可靠性，同時會增加成本。而無速度傳感器技術是通過檢測電機中的電流或電壓，來對電機的實際轉速和位置信息進行估計，這種技術省略了常規使用的機械傳感器，能夠實現電機系統的高精度、高動態性能的控制。因此PMSM的無速度傳感器控制技術成為了近些年的研究熱點。主要研究內容分為以下幾個方面：（1）基于同一Pl轉速調節器，設計三電平逆變器驅動PMSM模型預測轉矩控制系統，與兩電平逆變器驅動PMSMMPTC系統對比，并對兩個系統的運行性能進行對比分析。（2）為進一步提高系統響應性能，克服未知負載轉矩擾動、增強系統魯棒性，設計擴張狀態負載轉矩觀測器，進而得到將負載轉矩觀測器和基于冪函數滑模轉速調節器相結合的復合控制器。（3）設計基于分數階滑模觀測器的PMSMMPCC系統，實現對電機轉速的快速準確估計。
上傳時間： 2022-06-24
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