摘要：空间引力波探测的超高精度要求以及对激光器线宽和调节带宽的限制,对实现应答式星间激光干涉仪的光学锁相的控制器设计提出了更高的要求。而如何在控制带宽受限的情况下提高系统对激光器相位噪声的抑制作用是当前要解决的一个问题。本文设计了一种内模扩展输出反馈LQR控制器,在保证锁相系统稳定,不出现周跳现象的前提下,提高系统对激光器相位噪声的抑制作用。仿真实验结果表明,相较于现有的PI控制器,在20 kHz的控制带宽下,所设计的控制器对激光器相位噪声的抑制效果提高了3倍。此控制器降低了控制系统对激光器最大线宽的约束条件。

摘要：为进一步提高fF级微小容差数据采集系统精度,满足10^(-4)~1 Hz测量频带内μV级电路噪声测试需求,采用平均值电路形式的AD780基准源电路,替代原有采集系统中模数转换芯片AD7712的内部电压基准。仿真分析AD780基准源的频域噪声满足指标要求,实测对比AD780与AD7712内部电压基准的时域、频域噪声,以及2种基准源下系统的采集精度与频域本底噪声。实测结果表明:在AD780提供外部电压基准的条件下,指标频点处噪声分辨率为0.5μV/Hz^(1/2),对比内部基准条件下提高了3.34倍。该设计进一步提高了系统检测精度,为分析测试微小容差检测电路的低频噪声特性及提高电容传感分辨率提供了必要条件。

摘要：基于现场可编程门阵列(FPGA)XC6LX100T设计了两套CameraLink接口传输的硬件平台,提出在实验中结合使用片上调试工具Chipscope和同步发生源模块用于精确测量FPGA中的传输误码的方法,详细对比了基于FPGA设计的CameraLink接口与DS90CR287、DS90CR288A的传输效果。结果表明:相对现今主流CameraLink接口电路,本文使用低压差分对代替大量并行数据线,最高可支持154 MHz像素时钟,单个CameraLink接口的传输速率可达4.31Gbit/s,突破了串并转换芯片传输速率的瓶颈,FPGA直接输出的CameraLink数据可以驱动6m的CameraLink传输线,图像可长时间正常无误显示,设计的系统可应用于各种基于CameraLink接口的传输系统。

摘要：由于激光外差干涉测量系统光机平台无法模拟多普勒频移,并且商用信号发生器无法实现多种类、高复杂度的星间外差干涉信号模拟,不能对空间引力波探测的相位计进行全面测试。通过分析外差干涉信号的特性,研究信号模拟系统的实现原理及方法,设计了空间引力波探测激光外差干涉信号模拟系统。首先,应用直接数字合成器(DDS)模拟外差干涉信号。其次,通过频率偏移方式模拟多普勒效应,应用混合同余算法生成散粒噪声并调制到外差干涉信号中。最后,基于FPGA搭建系统硬件平台,通过示波器及频谱分析仪分析生成信号的时频特性。实验结果表明,信号模拟系统在2~20 MHz的频率范围内杂波抑制度为-53 dBc,谐波(二次)抑制达到-47 dBc,生成信号的时频特性符合理论预期,满足空间引力波探测相位计的地面测试需求。

摘要：在空间引力波探测项目中,能否实现高精度电容位移传感技术直接关系到项目的核心指标实现。在电容位移传感链路中,解调电路去除噪声能力限制整条链路性能,其中,参考信号与输入信号之间的相位差影响电路去除噪声能力。为了最大限度地提高系统的信噪比,针对当前研究的局限性,提出一种解调电路相位自动对齐系统。首先,介绍了整个系统的构成;其次,对基于动量下降法的相位对齐方法进行详细介绍,参考信号相位自动移动,移动的步长根据动量梯度下降法动态调整;然后,提出对相敏检测器的波形进行检测;接着结合两个方法提出解调电路相位自动对齐系统,提高了系统的可靠性和抗干扰性;最后用标定平台模拟电容位移传感中的电容差,将文中提出的方法与遍历相位对齐法进行比较,发现该方法能够准确地对齐相位,性能平均提升0.136%,同时在示波器上观察信号相位已经准确对齐。