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该模块是一个由脉冲功率发射电路和信号接收滤波放大电路高度集成的超声收发共用应用模块,它能够为高精度超声波检测系统的优化应用提供解决方案。本模块的脉冲功率发射电路主要集成了超声传感器的前置放大及功率驱动电路,它与匹配变压器相连后可直接驱动超声换能器产生超声波。通过改变MCU输出脉冲的频率,该驱动模块可以产生从20KHz~2MHz的频率,这个频段基本涵盖了目前常见的超声波应用频段。模块的供电范围为12V~24V,工作温度为工业级-40~+85oC,输出脉冲功率可调,最高可达300w,输出阻抗为25mΩ。本模块中的超声脉冲驱动电路基本可以满足目前国内所有超声脉冲功率发射的常规应用要求。接收部分电路主要提供的对接收到的信号进行滤波放大,可根据不同的应用需要调整接收部分的滤波频带和放大倍数,它的输入噪声在输入信号频率为500kHz的时候可低至50uV,对于接收信号特别微弱的应用场合,如超声波气体流量计中有良好的表现。本模块可满足超声波常见的工业上的应用,如超声测距、超声测流量计量、超声探伤、超声测厚等。可应用于双探头的单发单收方案中,也可以应用于收发共同的单探头系统中。模块的设计采用规范的设计方法和封装方式,并且该模块经过多种应用环境的可靠性测试,具有良好的稳定性,能够应用于复杂(如电磁干扰严重)的环境。选用该模块,研发人员可以在不需要对超声波产生和驱动电路有深刻的理解的条件下开发出超声波应用系统,开发的系统技术指标能够达到同类产品的先进水平。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/07/201107051107_303156_2333795_3.jpg
该方法可用于研制速度更快的电子通讯设备科技日报 2013年10月17日 星期四 科技日报讯 (记者刘霞)据英国《新科学家》网站10月16日(北京时间)报道,德国科学家使用一些光纤环,表象上使光脉冲拥有“负质量”,让激光脉冲在其周围自我加速。科学家指出,最新研究表面似乎与牛顿第三定律不符,但只是一种假象。其重要意义在于,科研人员可藉此研制运行速度更快的电子设备和更可靠的通讯设备等。 牛顿第三定律指出,两个物体间的作用力和反作用力总是同时在同一条直线上,大小相等,方向相反。当两球相撞时,它们会相互弹回。但如果一个球的质量为负数,当它们相遇时,会朝同一个方向加速前进。这种效应在“反向驱动器”内非常有用。“反向驱动器”是科学家们假想出来的一种设备,在其内部,正负质量相互作用,然后永远加速向前。上世纪90年代,美国航空航天局(NASA)就试图制造出这种驱动器以便为火箭发射提供更好的助推力。不过量子力学声称,物质不可能拥有负质量,即使反物质的质量也为正数。 现在,德国爱尔兰根-纽伦堡大学的乌尔夫·佩斯彻尔和同事使用“等效质量”,制造出一种“反向驱动器”。他们解释道,当光子以光速行进时,它们没有静止质量,但如果将一束光脉冲照射在晶体这样的层叠物体内,有些光子会被晶体的一层反射回来接着再被另一层反射回去,这就会让部分脉冲发生延迟,导致它同其余脉冲相互干扰,通过材料的速度因此变得更慢。 这样一来,光脉冲似乎就拥有了质量——“等效质量”。取决于光波的形状和晶体的结构,光脉冲能拥有负的等效质量。为了得到这样一种脉冲同具有正质量的脉冲相互作用,需要非常长的晶体,以便在两束脉冲展示反向推动效应之前将光吸收。 为此,佩斯彻尔在两条光纤环内制造出一系列激光脉冲。这些脉冲会在两条环之间的某个连接点“分道扬镳”,而且,光会以同样的方向在每个光纤环周围移动。关键在于一个环比另一个环稍长一点,因此,在更长环周围运动的光相对来说有点延迟。当这个脉冲被反射回并且在连接点分开时,它会同另一个环内的脉冲分享部分光子。这样几趟旅程之后,脉冲会发展出一种干涉模式,赋予脉冲负质量。 佩斯彻尔表示,半导体内的电子也可以拥有“等效质量”,因此,这些环可被用来给电子加速并提升计算机的处理能力。而且,在某些光纤内,光脉冲的速度与其波长相当,这就意味着,这种环能被用来控制光纤输出光的颜色。这种方法也有望用来增加光子通讯的带宽,帮助制造出诸如激光显示屏那样的显示设备。不过,将这种环用于实际生活中也并非易事。 总编辑圈点 在宏观世界,质量恒定不变且能对物体运动产生作用,是反映物质运动状态变化难易程度的物理量。但到了微观量子世界,运动却成了质量产生的决定因素,运动的粒子与希格斯粒子发生碰撞才产生质量。本项研究更加深刻地揭示了在微观领域运动和质量的关系,尽管“负质量”只是一种假象,但我们却可以利用这种假象来发明新的应用。将“负质量”用于实际生活确非易事,但并不是完全不可能,反向驱动器就是一种好的尝试。
X射线脉冲星导航系统由X射线成像仪和光子计数器(探测器)、星载原子时钟、星载计算设备、导航模型算法库和脉冲星模型数据库组成。从X射线脉冲星导航原理框图中可以看到,脉冲星导航定位和姿态测量分别在两个环路中实现,前者的输入信息为光子计数器提取的脉冲信号和相位,输出为卫星位置、速度和时间信息 后者的输入信息为X射线成像仪提取的脉冲星角位置,输出为卫星姿态角分量。 1.X射线脉冲星导航定位 基于X射线脉冲星的卫星自主导航定位的实现流程如下: (1)脉冲到达时间测量 星载探测器接收X射线光子,光子计数器输出脉冲信号和相位信息 脉冲信号进入原子时钟的锁相环路,修正本地时钟漂移,标定和输出脉冲到达时间。 (2)脉冲到达时间转换改正 调用基本参数数据库和脉冲星模型数据库,对罗默(Roemer)延迟、歇皮诺(Shapiro)延迟、爱因斯坦(Einstein)延迟、光行差延迟和星际色散效应等误差项进行改正,转换得到在太阳系质心坐标系中的脉冲到达时间测量值。 (3)脉冲到达时间与预报时间对比 调用脉冲星模型数据库,提取标准脉冲轮廓和脉冲计时模型,由脉冲计时模型预报脉冲到达时间 整合测量脉冲轮廓,并与标准轮廓进行相关处理,得到脉冲到达时间差(基本观测量)。 (4)卡尔曼滤波处理 利用多颗脉冲星组成基本观测向量,构造脉冲星导航定位测量方程,调用卫星摄动轨道力学方程、星载时钟系统状态方程和卡尔曼滤波器,得到卫星位置、速度和时间偏差估计。 (5)导航参数预报 利用导航定位偏差估计值,可以修正卫星近似位置、速度和时间等参数 分别采用数值积分方法和星载时钟模型短时预报卫星位置、速度和时间等导航参数,输出到卫星平台控制系统,自主进行轨道控制和钟差修正。 2.X射线脉冲星姿态测量 利用X射线脉冲星信号测定卫星姿态的方法与星体跟踪器类似,区别在于是用X射线代替可见光观测。一旦X射线成像仪提取脉冲星影像,脉冲星在探测器平面和星体坐标系的角位置也就随之确定。由于脉冲星相对于太阳系质心坐标系的位置已精确测定,因此可以进行星体坐标系与太阳系质心坐标系之间的旋转变换。于是,可以直接提取坐标变换的欧拉角信息,或利用姿态四元素方法进行滤波估计,最终获得卫星俯仰、滚动和偏航等姿态信息,并输出到卫星平台控制系统,自主进行飞行姿态控制。