基于相关机延迟测量法的VLBI时频信号光纤传输试验

时频参考信号的传输距离远,环境温度变化造成信号延迟波动较大,精度要求极高的毫米波段VLBI观测需要对传输延迟进行精确的测量与补偿。根据相关机延迟测量法对VLBI时频信号光纤传输中的信号延迟进行了测量试验,采用高性能相关机直接测量往返信号的相位差获得信号的传输延迟,测试结果表明该方法能达到亚皮秒级传输延迟测量精度,系统稳定、可靠。     

模糊控制器在25米天线副面调节中的应用

以新疆天文台南山25 m天线改造计划为背景,为达到通过副反射面补偿方法提高天线整体电性能以及自动换馈的目的,详细研究了基于模糊控制器的天线副反射面调节系统。以六自由度并联平台伺服系统为被控对象,运用Simulink仿真软件对模糊控制器进行了在无噪声阶跃输入、有噪声阶跃输入、无噪声弦波输入和有噪声弦波输入条件下的系统仿真,并进行了详细的误差分析,得到了性能最优的系统模型参数,同时得到了在模糊控制器作用下的副反射面调节系统的基本运行性能参数:在弦波信号作用下系统响应误差小于等于0.09 mm,在阶跃信号作用下系统稳态误差为0.001 1 mm,且调节时间约为0.3 s。实验结果表明基于模糊控制器的控制系统整体性能良好,能快速、稳定、准确地完成副反射面调节任务,进而提高天线的整体电性能,满足天文观测和深空探测对数据准确性和系统可靠性的要求,具有一定的应用价值。     

光纤时间频率传输数字相位补偿方法

为提高光纤时间频率传输的精度,提出了数字移相补偿方法。该方法采用单片机量化发送端和接收端射频信号的相位差,然后再控制数字移相器调整发送端射频信号相位,使二者相位趋于一致,实现传输光纤引起相位变化的前置补偿,从而提高时间频率传输精度。实验表明,该系统可将发射端信号和接收端信号的相位差减少到5似内。     

基于DSP与FPGA的被动型氢钟数字伺服系统的研究

基于DSP和FPGA的特点,设计了被动型氢钟数字化伺服系统,实现了对误差信号的处理。采用先进的DSP和FPGA芯片,提出了新的解决方案,整个系统由FPGA控制DSP工作并实现最后的信号输出,文中对其硬件结构和软件流程进行了阐述。     

基于DSP的小型化高精度频标比对系统研制

针对传统双混频时差法测频的局限性,提出了一种差拍数字化精密频率测量方法,基于正弦差拍技术、同步采样技术和数字信号处理技术设计实现了一种新型频标比对系统,可实现对5MHz、10MHz等频标信号的比对测量。实验结果证明,测量10MHz频标信号时系统本底噪声约为1×10^-12／s。系统拥有测量精度高,体积小以及成本低的特点,在时频测量领域具有良好的推广和应用价值。     

微波全息测量中相关机的实现

论述了微波全息测量中相关机的理论和基于FPGA的实现以及全息测量的基本方法,重点讨论了在FPGA上实现整个系统的关键和难点部分.整个设计在保证功能实现的基础上,把节约FPGA资源放在相当重要的位置来考虑,这些技术对基于FPGA的DSP系统设计有很好的借鉴意义.最后对相关机的输出数据进行了定性分析,说明了相关机工作的正确性与可靠性.本设计已在上海余山站正式用作全息测量.     

基于FPGA实现TDC的布局布线优化方法研究

时间数字转换器TDC,作为一种高分辨率的时间间隔测量设备,广泛应用于现代电子系统。基于可编程逻辑门阵列FPGA实现时间数字转换器,具有灵活稳定、高速度、低成本的特点,成为了目前研制时间间隔测量计数器的热门方案。采用该方法实现时间数字转换器,其设计分辨率是由内部的加法进位链决定的。如何对FPGA中实现的加法进位链的布局布线进行优化,就成为决定时间数字转换器设计分辨率的关键问题。文章采用阿尔特拉(Altera)公司的FPGA器件实现时间数字转换器,使用Quartus II软件进行布局布线设计,并针对上述问题在开发过程中提出解决方法。同时根据Quartus II开发软件的不同版本,分别提出相应软件的布局布线优化方法。测试表明,通过对进位链的布局布线进行优化可以实现100.3 ps测量分辨率的时间数字转换器。     

基于相位差方法的天文目标高分辨率成像研究

基于相位差方法的天文目标高分辨率成像,是利用在焦面和离焦位置上同时采集的一对或者多对短曝光图像,对目标和大气湍流引入的波前相位分布进行估计．在计算机模拟望远镜成像系统和相位差方法图像采集过程的基础上,利用信号估计和最优化理论,确定了高斯噪声模型下的目标函数,采用适合于大规模无约束优化的有限内存拟牛顿法对图像恢复问题进行了数值求解．恢复结果表明,基于相位差方法的高分辨成像技术,可以有效地克服大气湍流的影响,解决天文扩展目标的图像恢复问题．     

应用于被动氢钟的简单滤波器实现

在被动型氢原子钟数字伺服电路中,使用FPGA对误差信号进行数字信号处理。设计了一种简单的低通滤波器,与传统的FIR滤波器相比,节省了FPGA的使用资源,并且性能优于传统滤波器,能够很好地应用于被动型氢钟。     

云南天文台卫星激光测距中的测时仪器

详细论述了时间间隔计数器和事件计时器的工作原理,并阐述了云南天文台卫星激光测距系统中现有测时设备的性能,以及进行了信号周期测量实验.结果表明:测量信号边沿较好时,事件计时器OTL100P的标准偏差优于时间间隔计数器SR620.OTL100P具有直接测量事件发生时刻的特点和高测量精度的优势,能满足云南天文台将来多脉冲激光测卫、测月对测时系统的要求.     

应用于数字下变频中CORDIC算法的FPGA实现

正余弦信号在GNSS接收终端的数字下变频中有着重要的应用,CORDIC算法是实现正余弦信号的最重要方法。立足于DDS与CORDIC算法的基本原理,针对CORDIC算法实现主要存在的3个问题,结合变象限法、流水线技术及相幅量化数据格式,在FPGA上通过实现CORDIC算法可在一个时钟周期内计算出正余弦信号幅值。仿真结果表明：与传统CORDIC算法实现相比,本文实现的正余弦信号精度高且速度快,并能满足GNSS接收终端数字下变频对正余弦信号的需求。     

基于ARM＋FPGA的IRIG-B码产生器的研制

本设计中采用ARM芯片作为主控芯片,FPGA芯片作为主功能芯片,使用C和Verilog语言编程。通过软件控制生成IRIG-B（DC）码信号,由分频1PPS信号和外部标准1PPS信号锁相同步保证时标信号的同步,在产生DC码后采用基于FPGA内部ROM数字查找表技术实现AC码的数字调制。整体方案设计简单,应用方便。     

宽范围数字化精密频率测量系统的研制

由于奈奎斯特采样定律的限制,传统的数字化精密频率测量设备难以对频率较高的信号进行高精度的精密频率测量.作者研制了一种宽范围数字化精密频率测量系统,能够通过基于频谱分析的粗测过程和基于欠采样的精测过程,克服奈奎斯特定律的限制.实验表明,该宽范围数字化精密频率测量系统对于10 MHz信号的测量(相对)频率偏差为1.13×10-11,测量稳定度达到1×10-12量级.     

VLBI电缆延迟测量的改进设计

文章详细介绍了VLBI电缆延迟测量的改进设计,针对在电缆延迟校正器研制和使用中遇到的问题,重新设计了反射调制、电缆测量和相位比较模块,并作了详细的推导分析。在校正器设计中还增加了数据自动采集模块,将计数、串口通信、实时控制功能集成到FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片,提高了延迟校正器的使用灵活性,使数据采集实现完全自动化,降低了研制成本。     

高精度数字分频钟设计实现

主要介绍上海天文台利用FPGA技术研制高精度数字分频钟的设计工作。采用FPGA技术实现了诸如数码管的控制、按键的处理、高精度秒信号的产生以及与外秒间同步等设计所需功能。设计电路大大简化,使得功能更加可靠,性能更加稳定。     

L-band RFI Measurement and Mitigation at the NSRT Site

近些年,南山台址内部各类电子设备不断引入,此过程忽视了有效的设备管理及电磁防护,且台址周边无线电业务增多,以致电波环境恶化。为改善台址电波环境,采用一种准实时电波环境测量方法测量分析了台址周边瞬态信号的影响;另外,为提高微弱信号检测能力,采用便携式电磁干扰测量系统和26m射电望远镜对台址主要干扰信号特征及来源进行测量分析。依据测量和分析结果,采用屏蔽及滤波技术对望远镜观测室内部主要干扰源进行电磁防护,并针对屏蔽工程的有效性进行测量评估,结果表明,采用的电磁屏蔽措施有效。另外,提出了初步南山无线电宁静区保护办法缓解台址外部电磁干扰。     

基于FPGA的IRIG-B（DC）码的解码方案的设计与实现

IRIG-B码是国际上通用的时间码格式,广泛应用于各种系统的时间同步。针对IRIG-B（DC）码的调制特性,介绍一种基于FPGA的B码解调方案。重点描述了如何在同步时序中准确提取秒同步信号并解调B码中包含的时间信息。整个方案中采用Verilog HDL语言进行设计,已成功实现,并给出了验证结果。     

应用于射电天文的高效实时管道数据流传输与处理技术

针对超宽带及多波束接收系统海量天文信号实时高效传输与处理问题,对基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)+图形处理器(Graphics Processing Unit, GPU)的主流终端设备软件系统进行了测试分析。超宽带接收设备要求终端系统软件能够在更宽带宽、更高时间分辨率和频率分辨率的条件下,实现数据流实时传输与处理。结合大口径射电观测设备未来发展的方向,提出了利用高速并行环形缓冲区实现数据流缓存,基于图形处理器集群实现数据流实时处理,基于BeeGFS实现分布式并行数据存储,模块化构建射电天文信号传输管道软件的设计思路。     

一种汽泡型铷原子频标伺服电路中的相位稳定性问题

着重讨论了汽泡型铷原子频标伺服电路中T型选频电路和RC移相电路的相位稳定性,分析了它们的附加相移波动影响整机频率稳定度的机理。为改进原子频标的性能,提出了一种用现场可编程门阵列(FPGA)实现对同步检测参考信号进行数字移相的技术。该基于FPGA的伺服电路的温度附加不稳定度为1×10-12/℃。     

基于小波包阈值法的脉冲星信号去噪方法研究

小波变换去噪只对信号的低频部分进行分解和处理,忽略了信号的高频部分,无法对信号的整个频段进行有效的信息提取,进而影响脉冲星信号去噪的效果。提出利用小波包阈值法对脉冲信号进行分析,针对小波包分解后的系数选用不同的阈值函数处理。实验结果表明,脉冲星信号的去噪效果明显提高,其中,脉冲星信号的信噪比、峰值信噪比与平滑度指标都有相应的改善,为脉冲星信号去噪提供了一种新的思路。