林竞力[1]2003年在《高速随机取样变换技术研究》文中认为本课题是2002年的型号项目“500MHz随机取样宽带数字存储示波器”预研的一部分。该示波器要求实时采样率达到500Msps,等效采样率达到40Gsps。本课题研究对象是高速数字存储示波器的高速随机取样变换技术。主要从频域和时域两个方面加以分析论述。在频域，引用软件无线电研究成果，应用抽取、内插等数字信号处理方法，用Matlab信号处理工具箱完成对频域带通取样变换方法应用于宽带存储数字示波器的仿真实验。其中包括带通采样各主采样带、盲区采样带的各参数确定、滤波器设计以及整体的Matlab仿真验证。最后对仿真结果进行分析，并计算误差。在时域，根据数字示波器随机取样原理，用两种方法（双斜率积分时间放大测量方法和时间——电压转换测量方法）测量数字示波器系统触发和采样写时钟间时间间隔，用低速A/D转换器及控制器进行模—数转换和控制，以此进行随机取样内插，从而实现了对高频率重复信号的测量。其中包括系统触发和采样写时钟间时间鉴别电路设计和两种测量方法的电路设计。
徐洋[2]2004年在《40Gsps随机取样数字示波器关键技术预先研究》文中研究说明本课题是 “500MHz随机取样宽带数字存储示波器”预研的一部分。该示波器要求实时采样率达到500Msps,等效采样率达到40Gsps。本课题研究的是高速数字存储示波器的高速随机取样变换技术,彩色LCD(Liquid Crystal Display)显示驱动器设计以及通道信号波形显示处理。根据数字示波器随机取样原理,用两种方法(双斜率积分时间放大测量方法和时间——电压转换测量方法)测量数字示波器系统触发和采样时钟间时间间隔。包括系统触发和采样写时钟间时间鉴别电路设计、两种测量方法的电路设计与试验调试,最后对预研结果进行了分析并对电路进行了改善。在DSO(Digital Storage Oscilloscope)的LCD显示控制器设计方面,与以往的控制器设计不同,并没有采用专用的LCD显示控制芯片,而是用DSP(Digital Signal Processor)直接产生LCD所需的帧扫描信号,行扫描信号以及数据信号达到驱动LCD的目的。DSP还可以完成通道信号波形数据处理(点显示、矢量显示和平均余晖等)和简单的快速付立叶变换运算等功能。最后讨论了高速PCB(Printed Circuit Board)设计的要点以及PCB导线特性阻抗的计算方法。
邱渡裕[3]2015年在《宽带等效取样示波器关键技术研究》文中提出现代电子技术的快速发展,被测信号的频率范围越来越宽,这就需要更高采样率来获取被测信号波形。近年来基于高速模数转换器(Analog to Digtal Converter,ADC)的实时采样技术取得了长足发展,但依然在许多领域不能满足需求。等效取样技术利用较低的实时采样率实现非常高的等效采样率,能够弥补实时采样技术的不足,在宽带信号测试中有着广泛的应用。例如利用等效取样示波器可对微波信号、光波信号、高速脉冲信号以及时域反射波形等宽带信号进行测试。等效采样包括随机等效采样和顺序等效采样两大类方法,其中随机等效采样能够获取预触发信息,具有更为广泛的应用,长时间以来一直是国内外学者和工程师的研究内容。然而传统的随机等效采样方法在水平扫描速度增加,时间观察窗口变窄的情况下,存在波形重构时间长,且等效采样率难以提升的问题,此外,信号前端调理电路带宽不足也限制了被测信号带宽。这些因素限制了随机等效采样技术在宽带信号测试领域的进一步应用。如何实现更高的等效采样率,对更高宽带的输入信号进行精确的波形重构是本文的主要研究内容。结合攻读博士学位期间参与的国家自然科学基金等相关项目,本文主要从以下方面展开研究:1、根据随机等效采样系统的结构和原理,分析了制约等效采样率提高的两个关键环节:时间间隔测量分辨率和波形重构效率。在分析了多通道并行随机采样模型的基础上,给出了提高等效采样波形重构效率的方法;分析了利用宽带采样保持器提升系统输入带宽的理论依据,并讨论了时钟抖动在随机等效采样中的影响,以及提高重构波形信噪比的数据处理方法。2、宽带信号调理通道的设计与实现。介绍了宽带模拟前端的组成结构,详细分析了基于分离路径原理的阻抗变换电路参数确定方法,针对现有阻抗变换电路的不足,提出了一种基于程控电流源结构的阻抗变换电路,实现了程控校准,提高了带负载的适应能力。讨论了频率响应特性与瞬态响应特性的关系,并在模拟通道硬件频域补偿研究基础上,分别对信号调理单元各个环节进行频率补偿,实现了DC~4GHz的宽带信号调理通道。分析了等效采样波形重构对触发信号的特殊要求,讨论了触发信号频率与波形重构的关系,给出了一种宽带触发通道实现方案。3、低抖动采样时钟电路设计与实现。分析了时钟信号对采样系统的性能影响,结合随机采样系统中高速采样保持器和多通道高速ADC时钟电路的需求,研究了低抖动时钟设计方法。在此基础上,分别研究实现了基于倍频原理的4GHz飞秒级低抖动采样时钟,和基于锁相环原理的2.5GHz飞秒级低抖动采样时钟。测试结果表明基于倍频原理的采样时钟抖动可达21飞秒,而基于锁相环原理的采样时钟,抖动也小于150飞秒。4、基于时间幅度转换(Time-to-Amplitude Converter,TAC)原理的高分辨率时间间隔测量技术研究。高分辨率时间间隔测量技术是波形重构的关键,时间测量分辨率决定了最高等效采样率。分析了TAC电路的噪声模型,指出了低噪声恒流源是影响TAC电路测量精度的关键,推导了影响测量精度的数学公式,并给出了低噪声TAC电路的设计方法。在米勒积分型TAC的研究基础上,针对时间间隔测量速度慢,严重影响波形重构速度的问题,提出了一种基于双恒流源结构的TAC电路,在保证测量精度的情况下,大大提高了测量速度。最后分析了TAC电路受环境温度影响的原因,给出了一种有效的校准方法,实现的时间测量标准差小于1.5皮秒。5、基于多通道并行随机等效采样结构,结合研究的宽带信号调理技术、低抖动采样时钟技术以及高分辨率时间间隔测量技术,设计实现了1TSPS等效采样率,4GHz带宽的随机取样示波器,并给出了测试结果。
袁继敏[4]2002年在《60MHz数字存储示波器性能样机的研究与试制》文中研究指明本课题是研制带宽60MHz的数字宽带示波器，通过研制，达到10MHz的采样率，分辨率为8bit，f_3db＞=60MHz。本课题也是100MHz数字带宽示波器的预研，为较高采样频率的数字示波器的开发和应用奠定基础，具有广阔的生产应用前景。 本课题采用了随机采样的原理，用低速A／D转换器及控制器进行模数转换和控制，实现了对高频率的重复信号进行测量，有利于降低成本。数字示波器的逻辑控制部分采用CPLD可编程器件实现，减少元件数目，布线简单方便，设备体积小，有利于制作便携式示波器。
张凯[5]2005年在《基于嵌入式系统的通用电子测量仪器关键技术的研究》文中研究指明嵌入式系统是一种具有特定功能的计算机系统，它与通信技术和网络技术的结合，极大的增强了设备的网络和通信的灵活性和智能性。随着信息技术的不断发展和用户需求的不断增长，嵌入式系统逐渐走进国民生产的方方面面，其应用也日益广泛。在此基础上，将嵌入式系统融入到测控仪器设备的开发无疑将增强测控仪器的通信、交互、数据处理等能力，并扩展其使用范围。 本文旨在研究一种基于新架构的通用型测量仪器的设计与实现方法，本着“变专用为通用”的设计理念，针对多种通用仪器设备的特点，赋予仪器系统更强的操作功能。围绕通用电子测量仪器的基本功能与特点，采用嵌入式系统的结构设计方法，在归纳总结了基于ARM的嵌入式系统的特点和当前最新发展动态和比较了多种操作系统优缺点的基础上，提出了本系统对操作系统的选择要求。并针对当前电子测量仪器通用性设计的要求，研究并提出了一种基于ARM920T处理器+DSP+FPGA的多处理器协同工作的嵌入式系统的仪器设备系统结构的设计模式，对系统硬件架构和单元功能模块进行了可行性验证及说明，并对该系统涉及的关键技术进行了探讨，对包括CPLD／FPGA的逻辑和功能描述，操作系统操作界面、内核驱动、数字信号处理算法实现等系统软件部分进行说明，提出了一套可行的解决方案并实现。
陈林志[6]2005年在《DSO高速触发与时间内插电路模块设计与验证》文中进行了进一步梳理触发与时间内插电路模块是随机取样数字存储示波器中的重要电路模块。触发电路是示波器的重要功能电路,为水平扫描时基电路提供时间参考零点,并能使波形在显示屏上稳定地显示。时间内插电路是随机取样数字存储示波器的关键电路,能有效提高数字存储示波器的等效采样速率和水平扫描时间分辨率。本文围绕“数字存储示波器高速触发与时间内插电路模块设计与功能验证”这一主题而展开。文章内容分为两大部分,第一篇详细阐述了触发与内插电路模块的功能、工作原理及其电路设计;第二部分详细介绍了围绕该模块而设计的外围辅助电路,并给出了调试结果及其数据分析。第二章介绍了触发电路的功能,详细讲述了其工作原理和电路设计。第叁、四、五章详细论述了内插电路的工作原理及其设计。第叁章介绍了数字存储示波器提高等效采样率的两种常用方法,重点论述了随机取样时间内插技术原理和内插时间鉴别原理及其电路设计。第四章和第五章论述了内插时间测量的两种方法——双斜率积分时间扩展测量方法和时间-电压转换测量方法,详细阐述了两种方法的理论依据和电路设计。第二篇详细介绍了外围辅助调试电路的作用及其设计,包括时钟电路、A/D转换数据采集电路、FPGA 和PCI 总线接口电路等。第八章给出了系统调试得到的相关波形、数据,并对结果进行了分析,找出了一些测量误差的产生原因,给出了可行的改进措施。第九章讨论了高速印制板设计时应当注意的一些问题,并介绍了本课题中PCB 设计时考虑的一些事项。
陈贵[7]2008年在《水泥混凝土路面最终产品规范中关键指标和付费系数》文中提出将路面的质量水平与费用直接挂钩,是最终产品规范的重要内容。本文的研究,旨在通过对水泥混凝土路面关键指标与付费系数的研究,确定关键指标和权重,建立一套完整的计算付费系数的体系,基本实现对水泥混凝土路面产品进行“优质优价”的调控。本文首先介绍了进行关键指标和付费系数研究的统计学基础。通过对水泥混凝土路面参数大量样本的统计分析,确定了参数的概率分布类型。为了确保取样的代表性,提出了分层随机取样的具体方法。其次,本文以可靠性理论为基础,提出一种确定水泥混凝土路面关键指标和权重的新方法。本文收集了多个实际路面工程的检验数据,通过统计分析得出水泥混凝土弯拉强度、板厚度等参数的平均值和变异系数。通过对典型水泥混凝土路面结构进行可靠性分析,确定各参数均值和变异范围对路面结构可靠度的影响。根据各参数对可靠度的敏感性分析结果确定水泥混凝土路面的关键指标和权重。研究表明,水泥混凝土路面的关键质量指标是混凝土弯拉强度和板的厚度,根据弯拉强度和板厚的均值及其变异范围对路面结构可靠度的影响程度可以合理确定这些指标的相对权重。针对关键指标不能完整反映路面的质量水平,本文采用白化权函数灰色聚类法评价路面的使用性能。以路面状况指数、平整度、抗滑构造深度为主要评价指标,建立白化权函数模型,通过聚类分析,以得出的灰色聚类值作为路面使用性能的评价指标,并以此作为付费调整指标。最后,基于水泥混凝土路面关键指标的PWL的计算,确定了单个关键指标付费系数的计算方法,考虑关键指标的权重,并以反映路面使用性能的灰色聚类值为付费调整指标,得出最终的综合付费系数。综合付费系数与路面产品原始费用之积即为业主应当向施工单位支付的实际费用。
马晓川[8]2018年在《高速铁路道岔直尖轨滚动接触疲劳行为与优化控制研究》文中研究表明铁路道岔钢轨的滚动接触疲劳伤损(RCF,Rolling Contact Fatigue)是影响自身服役寿命及行车安全的重要因素之一,本文参考国内外学者已有的相关研究成果,对道岔转辙器区轮轨滚动接触行为、钢轨滚动接触疲劳伤损仿真分析以及面向钢轨疲劳控制的廓形优化进行了系统的研究,主要研究内容包括:1.转辙器区轮轨多点接触分析基于转辙器部件中尖轨和基本轨的空间相对位置和钢轨下部支撑条件,详细研究了车轮与基本轨、尖轨的接触特点,提出了考虑尖轨和基本轨相对运动的转辙器区轮轨多点接触计算方法,编制了轮轨多点接触时轮轨之间垂向作用力在基本轨、尖轨上的分配计算程序,在该程序的基础上,研究了轮对横移、轮轨垂向力、车轮廓形以及基本轨轨下胶垫刚度对轮轨接触几何关系以及轮轨力转移、分配规律的影响,并与不考虑尖轨和基本轨相对运动时的计算结果进行了对比分析。2.转辙器区轮轨非赫兹滚动接触研究基于区间线路已有的轮轨非赫兹滚动接触理论,对道岔转辙器区轮轨滚动接触行为进行了系统研究,编制了考虑尖轨和基本轨相对运动的轮轨滚动接触计算程序。在该程序的基础上,以标准LMA型车轮与尖轨顶宽35mm断面接触为例,对比分析了采用Kalker非赫兹滚动接触理论、Sichani计算模型、Ayasse-Chollet计算模型和Kik-Piotrowski计算模型时转辙器区的轮轨法向接触行为,包括轮轨接触斑的位置、形状、面积以及轮轨法向接触应力分布情况;此外,对比分析了上述四种轮轨非赫兹滚动接触模型在转辙器区轮轨切向接触行为中的应用,包括轮轨切向接触应力、蠕滑力与蠕滑率的关系、轮轨粘着和滑动分布以及计算效率等。通过对比分析,得到适合转辙器区钢轨滚动接触疲劳仿真分析的轮轨滚动接触模型。3.转辙器区钢轨滚动接触疲劳关键影响因素分析在研究钢轨滚动接触疲劳强度准则和疲劳伤损模型的基础上,重点研究了转辙器区钢轨滚动接触疲劳行为以及对钢轨滚动接触疲劳行为有显着影响的车辆-道岔动力学参数。基于正交表设计的叁水平无重复饱和析因设计方法,在大量的车辆-道岔系统动力学响应的基础上,利用H检验、P检验和B检验计算分析各个影响因子对钢轨疲劳的影响,筛选得到影响转辙器区钢轨滚动接触疲劳伤损的关键因素,以便进行转辙器区钢轨滚动接触疲劳仿真分析。4.转辙器区钢轨滚动接触疲劳仿真分析基于转辙器区钢轨伤损的仿真分析流程,建立了基本轨和尖轨的伤损仿真分析方法,包括滚动接触疲劳伤损和磨耗伤损,在此基础上,综合车辆-道岔系统动力学、拉丁超立方随机抽样方法、轮轨非赫兹滚动接触理论、轮轨磨耗和滚动接触疲劳预测模型、磨耗与疲劳耦合竞争关系以及数据平滑、累加、插值等处理方法,编制了转辙器区钢轨滚动接触疲劳仿真分析程序,以标准和实测钢轨廓形为例,对比分析了不同车辆通过次数下钢轨滚动接触疲劳伤损的大小和分布,初步分析了直尖轨非工作边纵向水平裂纹的形成原因,此外还分析了列车通过速度、列车轴重、轨距以及轮轨摩擦系数等系统参数对转辙器钢轨滚动接触疲劳的影响。5.面向RCF控制的转辙器钢轨廓形优化研究根据直尖轨非工作边纵向水平裂纹的形成原因,计算不同尖轨倒圆弧半径取值对降低尖轨内部等效应力以及增大其作用位置距非工作边距离的影响,从而比选出合理的尖轨倒圆弧半径值,并对倒圆前后钢轨的滚动接触疲劳进行对比分析;另外,根据轮轨动力相互作用与钢轨滚动接触疲劳的相互关系,以车轮滚动圆半径差函数为优化目标,制定适应尖轨渐变廓形的优化控制策略,基于改进的序列二次规划法对直基本轨的廓形进行了优化设计,并对优化前后静态轮轨接触几何关系、动态轮轨相互作用以及钢轨滚动接触疲劳进行了对比分析。
陈晋[9]2003年在《软件无线电关键技术的研究及实现》文中进行了进一步梳理本论文针对软件无线电的关键技术，初步论述软件无线电所涉及的基础理论，对带通采样定理的特性及其在信号采样上的应用进行了深入地探讨。研究了软件无线电所涉及的重要信号处理方法---采样率转换技术，因为采样率转换在中频采样后的处理中是必不可少的。 本论文还重点研究了中频段信号进行直接数字化处理的算法，比较了传统的方法与数字化中频采样之间的性能差别，并用硬件实现软件无线电的关键技术——下变频器。 本论文最后还研究了信号的非均匀采样对软件无线电系统的影响，提出了一类非均匀采样信号数字频谱的一些特性，对非均匀采样信号的重构进行了算法上的研究，为多个A／D并行对中频段以上信号进行采样后信号的恢复问题奠定了理论基础。
唐正虎[10]2004年在《100MHz数字存储示波器数字系统设计》文中进行了进一步梳理随着电子测试技术的不断发展,测试技术正向自动化、智能化、数字化和网络化的方向发展。其中数字存储示波器作为测试技术的重要工具而被广泛使用于各个领域,同模拟示波器相比具有许多优点,并有逐步取代传统模拟示波器的趋势。目前,国外在数字存储示波器领域的技术已经非常成熟,并且占领了绝大部分的国内市场份额。而国内的数字存储示波器的研制尚处于起步阶段。因此自主研制数字存储示波器成为必要。本文主要研究在实时和随机两种取样方式下数字存储示波器的数据采集系统设计,无专用控制芯片下LCD显示控制电路实现以及波形显示软件设计等相关问题。本文主要工作包括:数据采集系统设计。数据采集系统是数字存储示波器的核心部分,也是它与模拟示波器的重要区别之所在,本文提出一种新型的智能仪器结构-DSP+FPGA结构。基于这种结构,采用实时和随机两种取样技术,实现5GSPS最高等效采样率,100MHZ带宽的示波器。DSP+FPGA结构的最大特点是结构灵活,有较强的通用性。LCD显示控制电路实现。常用的LCD显示都采用一个专用显示控制芯片,再由微处理器来控制显示。本文采用一种全新的显示控制方式,即直接用FPGA产生LCD所需要的显示控制时序,控制数据的传输和显示。这样一方面避免了再另加一个CPU和显示控制芯片,减少了成本,另一方面也简化了数据采集系统结构。波形显示软件设计。介绍采集到的数据在LCD上的多种再现方式,包括SCAN模式、STOP模式、实时和随机取样下波形再现等。
参考文献：
[1]. 高速随机取样变换技术研究[D]. 林竞力. 电子科技大学. 2003
[2]. 40Gsps随机取样数字示波器关键技术预先研究[D]. 徐洋. 电子科技大学. 2004
[3]. 宽带等效取样示波器关键技术研究[D]. 邱渡裕. 电子科技大学. 2015
[4]. 60MHz数字存储示波器性能样机的研究与试制[D]. 袁继敏. 电子科技大学. 2002
[5]. 基于嵌入式系统的通用电子测量仪器关键技术的研究[D]. 张凯. 西安电子科技大学. 2005
[6]. DSO高速触发与时间内插电路模块设计与验证[D]. 陈林志. 电子科技大学. 2005
[7]. 水泥混凝土路面最终产品规范中关键指标和付费系数[D]. 陈贵. 湖南大学. 2008
[8]. 高速铁路道岔直尖轨滚动接触疲劳行为与优化控制研究[D]. 马晓川. 西南交通大学. 2018
[9]. 软件无线电关键技术的研究及实现[D]. 陈晋. 南京理工大学. 2003
[10]. 100MHz数字存储示波器数字系统设计[D]. 唐正虎. 电子科技大学. 2004
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