调制域脉冲分析仪系统设计

摘要

调制域是由信号的时间和频率两个轴构成的平面域,它反应了信号频率与时间的关系,是对信号进行三维(时域、频域、调制域)测量不可缺少的一个测量域.调制域分析技术是近几年发展起来的一项全新的复杂信号分析技术.调制域分析仪用于测量信号的频率、相位、时间间隔随时间的变化特性,在抗干扰通信、捷变频雷达、电子战系统、机电系统中有重要应用,是研制、生产、维护现代军事及民用电子系统的必备仪器.本教研室在九五期间已成功研制调制域分析仪实验样机一台.当时高速时基为400MHz,为了提高系统精度采用低噪声模拟内插技术.但是在提高系统精度的同时,也降低了系统的可靠性.此次课题以提高系统稳定性,可靠性,形成产品为最终目的,采用新的原理和技术方案对调制域分析仪进行改进和实现,同时加入了射频脉冲包络测量等功能.经过验证,研制出的MDPA-1型调制域脉冲分析仪各项指标和可靠性都在原系统基础上有大幅度的提高.本文从系统设计的角度对MDPA-1型调制域脉冲分析仪进行介绍.先对测量原理、关键技术(零空闲时间计数器技术、相关计数器技术、双相时基计数法技术、高速采样技术)进行说明.然后,对软件、硬件的方案和各个软件、硬件模块的具体实现进行阐述.最后对系统的误差进行了理论分析,以理论分析为基础,结合实际测量结果,提出了具体的校正方法.文中还列出了系统的部分测量结果.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章序言

1.1调制域分析的概念

1.2调制域分析仪的应用领域及其重要性

1.3国内外技术动态

1.4本文的主要工作

第二章调制域分析仪测量原理和关键技术

2.1调制域分析仪的测量功能

2.2调制域分析仪的测量原理

2.2.1频率(周期)～时间特性测量

2.2.2时间间隔～时间特性测量

2.2.3相位～时间特性测量

2.2.4脉冲包络信号参数的测量

2.3调制域分析仪的关键技术

2.3.1零空闲时间计数器技术

2.3.2相关计数器技术

2.3.3双相时基计数法技术

2.3.4高速采样技术

2.3.5其他关键技术

第三章MDPA-1型调制域脉冲分析仪系统方案

3.2系统指标论证

3.2.1时间分辨率

3.2.2频率分辨率

3.2.3系统连续测量时间

3.2.4系统测量范围

3.2.5系统最大连续采样速率

3.3硬件方案

3.3.1高稳时基发生器

3.3.2采样信号发生器

3.3.3通道接收整形和相关部分

3.3.4事件计数器

3.3.5时间计数器

3.3.6数据存储部分

3.3.7包络信号处理部分

3.3.8控制时序发生部分

3.3.9计算机接口部分

3.3.10主机

3.4软件方案

3.4.1系统初始化模块

3.4.2测量参数设置模块

3.4.3测量硬件触发及数据采集模块

3.4.4包络检波软件识别控制模块

3.4.5系统图形化显示模块和统计分析模块

第四章MDPA-1型调制域脉冲分析仪软硬件实现

4.1 MDPA-1型调制域脉冲分析仪硬件实现

4.1.1包络检波板

4.1.2 ECL高速测量板

4.1.3 TTL低速测量、控制、RAM板

4.1.4接口板

4.1.5高速时基频率合成器

4.1.6其他部分

4.2 MDPA-1型调制域脉冲分析仪软件实现

4.2.1 windows2000下实现端口读写

4.2.2系统软件的功能划分

第五章MDPA-1型调制域脉冲分析仪误差分析、校正和测量结果

5.1 MDPA-1型调制域脉冲分析仪误差分析与校正

5.1.1系统误差分析

5.1.2随机误差分析

5.1.3粗大误差分析

5.2 MDPA-1型调制域脉冲分析仪测量结果与分析

5.2.1频率测量

5.2.2相位测量

5.2.3时间间隔测量

5.2.4射频脉冲包络参数测量

第六章总结

6.1调试方案

6.2调试中遇到的问题和解决方法

6.3进一步完善与提高

参考文献

致谢

附录一：MDPA-1调制域脉冲分析仪实物图

个人简历