调制域脉冲分析仪若干关键技术的研究

论文摘要

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、移动通信系统中有重要应用,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经成功研制调制域分析仪样机一台,当时采用了低噪声模拟内插技术,虽然在一定程度上提高了系统的测试精度,但其与国外同类先进产品相比仍有较大差距。此次课题以提高系统技术指标为最终目的,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,达到了国内外同类仪器的先进水平。本文讨论了调制域分析仪的基本测量原理以及所采用的关键技术,包括零空闲计数器,关联计数器,双相时基计数,锁相环技术等。重点论述了调制域脉冲分析仪宽带通道放大整形电路和2.5GHz 高稳时基信号源的设计研制过程以及WIN2000 下I/O 端口驱动程序的C++语言编程实现,同时介绍了接口板、ECL 板、TTL 板等部分硬件调试工作并列出了测试结果。

论文目录

• 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模式
• 2.2 调制域分析仪的测量原理
• 2.2.1 频率——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 包络参数测试
• 2.3 调制域分析仪的关键技术
• 2.3.1 相关计数器技术
• 2.3.1.1 普通计数器测频原理
• 2.3.1.2 相关计数器测频原理
• 2.3.2 正反双相时基计数
• 2.3.3 零空闲时间计数技术
• 2.3.4 高速采样技术
• 2.3.5 其他关键技术
• 第三章 宽带通道放大整形电路设计
• 3.1 宽带通道放大整形电路的性能指标要求
• 3.2 宽带通道放大整形电路的设计方案
• 3.3 宽带通道放大整形电路的实现
• 3.4 实际测试结果
• 3.5 选通方法
• 第四章 高稳时基信号源的研制
• 4.1 调制域脉冲分析仪高稳时基信号源技术指标要求
• 4.2 调制域脉冲分析仪高稳时基信号源方案选择
• 4.3 电荷泵锁相环的基本原理
• 4.3.1 电荷泵锁相环的构成和工作原理
• 4.3.1.1 鉴频鉴相器（PFD）
• 4.3.1.2 电荷泵
• 4.3.1.3 环路低通滤波器
• 4.3.1.4 压控振荡器
• 4.3.2 锁相环路性能分析
• 4.3.2.1 锁相环线性化相位模型
• 4.3.2.2 锁相环路的稳定性分析
• 4.3.2.3 锁相环路的相位噪声性能分析
• 4.4 高稳时基信号源硬件实现
• 4.4.1 系统框图
• 4.4.2 集成锁相芯片PE3336
• 4.4.2.1 VCO 分频器
• 4.4.2.2 参考分频器
• 4.4.2.3 数字鉴相器
• 4.4.2.4 数据处理器接口（DPI）模式
• 4.4.3 电压电流转换电路
• 4.4.4 环路滤波器
• 4.4.5 合成器的环路设计
• 4.5 调试及测试结果
• 4.5.1 调试系统组成
• 4.5.2 调试步骤
• 4.5.3 调试中出现的问题
• 4.5.4 测试结果及分析
• 第五章 WIN2000 I/O 端口驱动程序的设计
• 5.1 WIN2000 中的硬件特权等级
• 5.2 WINDOWS 2000 的I/O 保护机制
• 5.3 驱动程序运行原理
• 5.4 WIN2000 端口驱动程序的实现
• 5.4.1 初始化例程
• 5.4.2 清除例程
• 5.4.3 分发例程
• 5.5 驱动程序的编译与调试
• 5.5.1 编译
• 5.5.2 驱动程序的调试
• 5.5.3 驱动程序的安装
• 5.6 应用结果
• 第六章 调制域脉冲分析仪部分电路调试及测量结果
• 6.1 调制域脉冲分析仪的调试
• 6.1.1 调制域脉冲分析仪总体硬件框图及其工作流程
• 6.1.2 调制域脉冲分析仪的部分单板调试
• 6.1.2.1 调制域脉冲分析仪单板的原理图
• 6.1.2.2 调试所用的仪器
• 6.1.2.3 调试方法
• 6.1.2.4 调试中遇到的问题
• 6.2 MDPA-1 型调制域脉冲分析仪测量结果与分析
• 6.2.1 频率测量
• 6.2.2 相位测量
• 6.2.3 时间间隔测量
• 6.3 进一步完善与提高
• 参考书目
• 致谢
• 附录一:MDPA-1 调制域脉冲分析仪实物图
• 附录二:2.5GHz 高稳时基信号源实物图
• 个人简历