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基于激光外差干涉术的薄膜厚度测量方法 预览
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作者 时凯 苏俊宏 齐媛 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期473-477,共5页
针对光学薄膜厚度测量困难问题,提出了一种基于激光外差干涉术的薄膜厚度测量方法。采用经典迈克尔逊干涉光路,利用外差干涉原理将薄膜厚度差转换为光程差,以精密位移平台为扫描机构实现薄膜厚度的逐行扫描测量。测量系统在恒温实验条件... 针对光学薄膜厚度测量困难问题,提出了一种基于激光外差干涉术的薄膜厚度测量方法。采用经典迈克尔逊干涉光路,利用外差干涉原理将薄膜厚度差转换为光程差,以精密位移平台为扫描机构实现薄膜厚度的逐行扫描测量。测量系统在恒温实验条件下20min内的漂移不超过8nm,测量结果平均差小于1nm,通过与椭圆偏振仪的测量结果比较,测量差值为12.97nm,表明了该方法的可行性。 展开更多
关键词 激光干涉 外差 薄膜厚度 测量
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An improved arctangent algorithm based on phase-locked loop for heterodyne detection system
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作者 晏春回 王挺峰 +2 位作者 李远洋 吕韬 吴世松 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第3期141-148,共8页
We present an ameliorated arctangent algorithm based on phase-locked loop for digital Doppler signal processing,utilized within the heterodyne detection system. We define the error gain factor given by the approximati... We present an ameliorated arctangent algorithm based on phase-locked loop for digital Doppler signal processing,utilized within the heterodyne detection system. We define the error gain factor given by the approximation of Taylor expansion by means of a comparison of the measured values and true values. Exact expressions are derived for the amplitude error of two in-phase & quadrature signals and the frequency error of the acousto-optic modulator. Numerical simulation results and experimental results make it clear that the dynamic instability of the intermediate frequency signals leads to cumulative errors, which will spiral upward. An improved arctangent algorithm for the heterodyne detection is proposed to eliminate the cumulative errors and harmonic components. Depending on the narrow-band filter, our experiments were performed to realize the detectable displacement of 20 nm at a detection distance of 20 m. The aim of this paper is the demonstration of the optimized arctangent algorithm as a powerful approach to the demodulation algorithm, which will advance the signal-to-noise ratio and measurement accuracy of the heterodyne detection system. 展开更多
关键词 HETERODYNE detection LASER applications arctangent ALGORITHM phase-locked LOOP
4 × 4 multiple-input multiple-output coherent microwave photonic link with optical independent sideband and optical orthogonal modulation (Invited Paper)
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作者 Xiang Chen Jianping Yao 《中国光学快报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第1期33-39,共7页
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关键词 纤维光学和光通讯 收音机频率 photonics HETERODYNE
基于时分外差法检测的非对称薄壁壳型光纤一维地震波检波器
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作者 王良斯 罗洪 +1 位作者 张楠 孟洲 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期123-126,131共5页
研制了基于时分外差法检测的非对称薄壁壳型光纤一维地震波检波器,该检波器易于扩展为三轴分立式地震波检波器,具有检测动态范围大,易于构成大规模时分复用传感网络的优点。建立了非对称地震波检波器的理论模型,分析了各结构参数对... 研制了基于时分外差法检测的非对称薄壁壳型光纤一维地震波检波器,该检波器易于扩展为三轴分立式地震波检波器,具有检测动态范围大,易于构成大规模时分复用传感网络的优点。建立了非对称地震波检波器的理论模型,分析了各结构参数对其灵敏度的影响;搭建了基于光学同步参考信号的时分外差法测试系统,进行了外差系统的稳定性测试,测量了地震波检波器的频响曲线,结果表明外差系统测量信号波动小于0.1dB;工作频段20~800Hz内加速度平均灵敏度为28.5dBrerad/g,与理论仿真结果基本吻合。 展开更多
关键词 非对称结构 外差 时分 三轴分立 光纤加速度传感器
基于外差式的雷达发射机反馈系统设计 预览 被引量:1
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作者 毕建国 吴千秋 +1 位作者 孟亮 王晴 《计算机测量与控制》 北大核心 2013年第12期3421-3422,3432共3页
为解决雷达发射信号的监测问题,提高发射信号的稳定性,在普通雷达发射机的技术基础上,提出了一种雷达发射机反馈系统设计,该反馈系统采用外差式结构,可对发射信号实时监测,并将其转换成探测脉冲信号送入雷达发射机前端,与发射机一起构... 为解决雷达发射信号的监测问题,提高发射信号的稳定性,在普通雷达发射机的技术基础上,提出了一种雷达发射机反馈系统设计,该反馈系统采用外差式结构,可对发射信号实时监测,并将其转换成探测脉冲信号送入雷达发射机前端,与发射机一起构成闭环控制系统,大大提高了发射系统的稳定性;应用结果表明,该检测系统运行稳定可靠,检测精度高,具有一定的实用性和推广价值。 展开更多
关键词 雷达 外差式 发射机 反馈 闭环控制
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基于光纤声光调制的轮廓检测技术研究 预览 被引量:4
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作者 高传梅 王辉林 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1062-1066,共5页
为实现对工件表面微观形貌测量系统要求远距离传输、实时在线及非接触测量,同时达到高精度、高分辨力、高信噪比测量,提出基于声光调制的光纤外差法轮廓检测技术,采用外差法可有效抑制随机噪声,提高信噪比,通过原理分析建立数学模... 为实现对工件表面微观形貌测量系统要求远距离传输、实时在线及非接触测量,同时达到高精度、高分辨力、高信噪比测量,提出基于声光调制的光纤外差法轮廓检测技术,采用外差法可有效抑制随机噪声,提高信噪比,通过原理分析建立数学模型;系统设计画出工件表面粗糙度测量框图;实验测量得出被测工件表面粗糙度,分辨力达到1nm;讨论了不确定度来源及控制方法,测量精度为1‰。实验结果表明:外差法、声光调制及光纤测试技术可有效降低噪声、提高分辨力和测量精度。 展开更多
关键词 光纤 轮廓检测 声光调制 纳米级测量 外差法
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基于外差法的简易频谱分析仪设计 预览 被引量:1
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作者 卢炜 《湖南农机》 2012年第7期37-38,共2页
本设计基于外差原理,采用DDS直接频率合成技术,实现了简易逻辑分析仪的设计任务。可对频率为1M~30M的被测信号进行频谱分析,频率分辨率可达10K以下,还具有识别调幅,调频和等幅波信号。
关键词 频谱分析仪 混频 外差法
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双平衡式相干接收原理及其在外差干涉仪中的应用研究 预览 被引量:4
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作者 庞亚军 王春晖 唐甜甜 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1015-1018,共4页
利用琼斯矩阵理论推导了光学双平衡式相干接收的原理,得到了具有正交相关性的包含全部光学信息的IQ信号,给出了基于IQ正交信号解调待测光信号信息的信号处理算法.基于该原理设计了一种高速微机电系统扫描式激光外差干涉仪,得到了待测玻... 利用琼斯矩阵理论推导了光学双平衡式相干接收的原理,得到了具有正交相关性的包含全部光学信息的IQ信号,给出了基于IQ正交信号解调待测光信号信息的信号处理算法.基于该原理设计了一种高速微机电系统扫描式激光外差干涉仪,得到了待测玻璃的厚度信息分布图.该干涉仪的波前相位差提取准确度可高达0.01rad、测量速度可达40frame/s、最大测量直径可达到300mm,在实时光学检测方面有广阔的应用价值. 展开更多
关键词 双平衡式 相干接收 外差 干涉仪
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基于有源Fabry-Perot腔的激光脉冲延时自外差研究
9
作者 白岩 赵卫疆 +5 位作者 任德明 曲彦臣 刘闯 袁晋鹤 钱黎明 陈振雷 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期317-323,共7页
对注入有源Fabry-Perot腔内的单纵模脉冲进行了延时理论分析,计算了Fabry-Perot腔内增益,并对脉冲输出进行了数值模拟,结果表明当脉冲能量衰减到一定值时,新增抽运粒子数提供的增益可以补偿腔内损耗,延时脉冲的输出可以达到稳态.然后利... 对注入有源Fabry-Perot腔内的单纵模脉冲进行了延时理论分析,计算了Fabry-Perot腔内增益,并对脉冲输出进行了数值模拟,结果表明当脉冲能量衰减到一定值时,新增抽运粒子数提供的增益可以补偿腔内损耗,延时脉冲的输出可以达到稳态.然后利用激光二极管侧面抽运Nd:YAG激光器做为Fabry-Perot腔,对外部入射的单纵模脉冲光进行了延时,得到了延时时间2μs、脉冲数量140个的实验结果.最后利用有源Fabry-Perot腔对参考光进行延时,声光移频器对信号光产生频移,进行了外差实验,实验结果与移频器的设置值相符,误差在4%以内. 展开更多
关键词 外差探测 Fabry-Perot腔 延时
干涉型光纤水听器数字化外差检测方法动态范围上限研究 被引量:8
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作者 张楠 孟洲 +1 位作者 饶伟 熊水东 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期84-90,共7页
阐述了干涉型光纤水听器外差检测的基本原理,对干涉型光纤水听器数字化外差检测方法动态范围上限进行了研究。理论分析了由外差频率决定的动态范围上限以及反正切、微分交叉相乘(DCM)两种正交解调算法决定的动态范围上限,并进行了... 阐述了干涉型光纤水听器外差检测的基本原理,对干涉型光纤水听器数字化外差检测方法动态范围上限进行了研究。理论分析了由外差频率决定的动态范围上限以及反正切、微分交叉相乘(DCM)两种正交解调算法决定的动态范围上限,并进行了综合对比。分析结果表明,不同的外差频率所能达到的动态范围上限不同;相同的外差频率结合不同的正交解调算法,所能达到的动态范围上限也不相同。在固定采样率下,设置外差频率为采样率的1/4,并结合反正切算法,可以实现更大的动态范围上限。数值模拟证明了理论分析的正确性。构建了基于外差检测的光纤水听器系统并进行了实验研究,实验结果与理论相符,证实了采用外差检测方法实现大规模光纤水听器阵列更大动态范围检测的可行性。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤水听器 信号检测 外差 动态范围上限
Millimeter-Wave Heterodyne Six-Port Receiver: New Implementation and Demodulation Results 预览
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作者 D Hammou E. Moldovan S.O. Tatu 《中兴通讯技术:英文版》 2011年第3期 42-48,共7页
这份报纸基于六港口的技术论述毫米波浪 heterodyne 接收装置的新实现。六港口的模型为现实主义的先进模拟用 S 参数大小在先进设计系统广告被实现一短期 60 GHz 无线连接。毫米波浪频率变换用一个六港口的下面变换器被执行。因为,第... 这份报纸基于六港口的技术论述毫米波浪 heterodyne 接收装置的新实现。六港口的模型为现实主义的先进模拟用 S 参数大小在先进设计系统广告被实现一短期 60 GHz 无线连接。毫米波浪频率变换用一个六港口的下面变换器被执行。因为,第二频率变换用常规工具被执行低如果。在建议接收装置和一个常规平衡毫米波浪混合器之间的比较证明建议接收装置在本地振荡器 LO 和 RF 力量范围上改进变换损失和 I/Q 阶段稳定性。使解调的结果以 100 Mb/s-1 Gb/s 的高数据率给 QPSK 信号调音的 V 乐队照阶段移动被讨论。一点误差率 BER 和误差向量大小 EVM 分析的结果证明建议建筑学能成功地为无线连接传动被使用直到 10 m。 展开更多
关键词 六端口技术 信号解调 毫米波 接收机 外差 数据传输速率 正交相移键控 误差矢量幅度
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快速交变电场驱动下压电换能器伸长曲线的测量 预览 被引量:1
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作者 来志 曾晓东 +1 位作者 冯喆君 曹长庆 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期 2635-2639,共5页
为测量压电换能器在快速交变电场驱动下的实际伸长变化,提出一种基于调频激光自外差信号解调技术的测量方法。该方法通过外差技术实现信号频谱搬移,避免了光电探测器接收时低频噪声的干扰,准确地获得了压电换能器端面速度的傅里叶谱;对... 为测量压电换能器在快速交变电场驱动下的实际伸长变化,提出一种基于调频激光自外差信号解调技术的测量方法。该方法通过外差技术实现信号频谱搬移,避免了光电探测器接收时低频噪声的干扰,准确地获得了压电换能器端面速度的傅里叶谱;对傅里叶谱进行分析,从而获得压电换能器端面的速度曲线;对速度曲线积分,得到了伸长曲线。实验结果表明,基于调频激光调制解调技术测量压电换能器伸长曲线具有方法简单、信号质量好、精度和灵敏度高且误差小等优点。 展开更多
关键词 合成孔径激光雷达 调频解调 压电换能器 外差 傅里叶谱
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微波光子信号的产生 预览
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作者 文江洪 江阳 罗旋 《贵州大学学报:自然科学版》 2009年第5期 62-65,共4页
微波光子信号的产生是微波光子技术的一个基础。着重分析总结了电光调制法、外差法、谐波产生、光电振荡器等实现微波光子信号产生的各种方案,及相关的研究进展并比较了各种方案所产生信号的性能。
关键词 微波光子信号 调制 谐波频率 外差法 光电振荡器
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光纤激光相干合成中的相位控制方法与实验 预览 被引量:4
14
作者 武敬力 刘京郊 +2 位作者 邢忠宝 刘金生 范馨燕 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期 584-587,共4页
相位控制技术是光纤激光相干合成技术中的关键技术。主要开展了爬山和外差两种相位控制方法研究。爬山法是根据探测合成光强变化,软件自动寻优补偿相位偏差而获得稳定的最大干涉光强输出。外差法则是利用外差探测得到合成光束间的相位... 相位控制技术是光纤激光相干合成技术中的关键技术。主要开展了爬山和外差两种相位控制方法研究。爬山法是根据探测合成光强变化,软件自动寻优补偿相位偏差而获得稳定的最大干涉光强输出。外差法则是利用外差探测得到合成光束间的相位变化从而进行实时校正使各光束相位一致。在七阵元光纤列阵相干合成实验系统中,两种方法均实现了对七路光纤光束的相位控制,获得Strehl为0.91的远场相干合成结果。同时也实现了对10w光纤放大器的相位控制,获得优于γ/10的相位控制精度,对多路大功率激光放大器相干合成具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 相干合成 相位控制 爬山法 外差法 光纤列阵
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一种微弱信号检测方法及其在束流诊断系统中的运用 预览 被引量:3
15
作者 彭宇 苏弘 +3 位作者 董成富 吴鸣 刘义才 马晓利 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期 96-98,105,共4页
本文首先阐述了一种微弱信号检测方法锁定放大方法,并在此基础上对采用外差式技术的锁定放大器进行了详细的分析,经实验室测试在输入正弦信号频率为5MHz时,其积分非线性为0.75%,最小检测幅度〈10个μV。最后介绍了超外差式锁定放... 本文首先阐述了一种微弱信号检测方法锁定放大方法,并在此基础上对采用外差式技术的锁定放大器进行了详细的分析,经实验室测试在输入正弦信号频率为5MHz时,其积分非线性为0.75%,最小检测幅度〈10个μV。最后介绍了超外差式锁定放大器在我所CSR束流诊断系统中的运用。 展开更多
关键词 外差式 锁定放大器 频率合成器 相敏检测器
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利用外差法对激光相干合成技术中相位的研究与实现 预览
16
作者 李波 谭敬 孙力军 《光电技术应用》 2008年第5期 29-31,74,共4页
系统采用并联主振荡-功率放大的相干合成方案,实现光纤激光器的相干合成.外差法是通过实时探测和校正光路中相位的变化,从而使整个系统达到锁相输出的目的.主振荡激光器的波长为1064 nm,输出功率0-100 mW连续可调,光纤相位调制器采... 系统采用并联主振荡-功率放大的相干合成方案,实现光纤激光器的相干合成.外差法是通过实时探测和校正光路中相位的变化,从而使整个系统达到锁相输出的目的.主振荡激光器的波长为1064 nm,输出功率0-100 mW连续可调,光纤相位调制器采用铌酸锂相位调制器.声光移频器的移频量为70 MHz,精度可优于/λ20,相干合成效率≥80%,整个光路为全保偏光路.相位调制器实时控制2路信号的相位差,从而实现整个实验系统的相干合成输出.系统实现闭环控制后,2路光纤放大器的相位差为2π的整数倍,输出光强始终保持最强.该相干合成方案简单易行,性能稳定. 展开更多
关键词 光纤激光器 光纤放大器 相干合成 外差
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倒V形四能级亚飞秒极化拍的三光子吸收和色散 被引量:1
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作者 聂志强 李岭 +6 位作者 姜彤 沈磊剑 李沛哲 甘琛利 宋建平 张彦鹏 卢克清 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期 243-251,共9页
基于孪生色锁噪声场的互相关效应,从理论上研究了倒V形(RV)四能级飞秒量级差频极化拍与极化拍中五阶非线性极化率,并提出了用一种相位敏感的方法来研究多能级原子相干造成的三光子六波混频过程。在抽泵光束为窄带末端情况下,场关... 基于孪生色锁噪声场的互相关效应,从理论上研究了倒V形(RV)四能级飞秒量级差频极化拍与极化拍中五阶非线性极化率,并提出了用一种相位敏感的方法来研究多能级原子相干造成的三光子六波混频过程。在抽泵光束为窄带末端情况下,场关联对信号和极化率的影响都很弱,在非窄带情况下,场关联会使极化强度自相干信号和极化拍信号产生关于零延时的不对称性和时域扫描上的辐射与物质失谐阻尼振荡(RDO),而极化率会产生频域扫描上的RDO振荡。参考光信号是一路传播方向和六波混频信号稍有区别的双光于非简并四波混频信号。五阶非线性响应则由享生噪声场色锁互关联效应的控制改变。相位敏感方法可用于对三光子六波混频信号的光学外差探测以及研究五阶非线性极化率的吸收和色散特性。 展开更多
关键词 外差法 吸收 色散 非线性极化
变光外差为电外差的双频激光探测 被引量:18
18
作者 李磊 赵长明 +2 位作者 高岚 孙鑫鹏 杨苏辉 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期249-252,共4页
演示一种双频激光位移探测系统,阐述光载波激光雷达的概念。由单块非平面环形腔固体激光器和声光调制器产生100MHz载波频率的双频激光束,作为探测光束,经过光路收发系统,探测位于电动导轨上目标的位移变化,信号处理部分采用高速光... 演示一种双频激光位移探测系统,阐述光载波激光雷达的概念。由单块非平面环形腔固体激光器和声光调制器产生100MHz载波频率的双频激光束,作为探测光束,经过光路收发系统,探测位于电动导轨上目标的位移变化,信号处理部分采用高速光电探测器响应后信号的电子外差解调方式,位移量的获得通过高频锁相放大器解算参考光束与信号光束的相位差并计算获得。通过双频激光把光学外差探测变为了电子外差探测,系统重复误差小于3%。系统在利用无线电雷达信号处理方式的同时,保留了激光探测的优点,位移测量系统具有良好的重复性。 展开更多
关键词 光学测量 激光雷达 双频激光探测 拍频 外差
基于光频调节的干涉型光纤水听器相位补偿检测方法 被引量:14
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作者 王泽锋 罗洪 +2 位作者 熊水东 倪明 胡永明 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期654-658,共5页
提出了一种基于光源频率调节的干涉型光纤水听器主动相位补偿的信号检测方法。详细介绍了该方法的基本检测原理,对信号解调误差进行了理论分析与仿真。为了验证该方法的可行性,搭建了实验系统,并编写了实时的信号采集、处理程序,对... 提出了一种基于光源频率调节的干涉型光纤水听器主动相位补偿的信号检测方法。详细介绍了该方法的基本检测原理,对信号解调误差进行了理论分析与仿真。为了验证该方法的可行性,搭建了实验系统,并编写了实时的信号采集、处理程序,对某一干涉型光纤水听器的声压灵敏度进行了测试。在频带20Hz~1.3kHz上,平均声压灵敏度为-162.2dB(0dB=1rad/μPa),波动小于±0.8dB,与采用相位载波调制解调方法测量的结果基本吻合。实验结果证明该方法是有效的。由于传感部分不含有源器件,便于实现全光纤化,且解调算法简单、检测频带甯,该方法能被广泛府用到各种干涉犁光纤倍感器的信号榆涮当中. 展开更多
关键词 光学测量 光纤水听器 检测方法 外差法 无源零差 相位载波调制和解调
硅谐振微传感器中微弱信号频率的外差式随机共振检测 预览 被引量:1
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作者 黄咏梅 林敏 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05A期 1542-1544,共3页
硅谐振微传感器输出信号的信噪比很低,频率信号往往淹没在噪声之中.论文分析了随机共振系统的功率谱放大率和信噪比特性,提出了外差式随机共振频率检测方法,并将该方法应用于硅谐振微传感器输出信号的频率检测.理论分析和数值仿真... 硅谐振微传感器输出信号的信噪比很低,频率信号往往淹没在噪声之中.论文分析了随机共振系统的功率谱放大率和信噪比特性,提出了外差式随机共振频率检测方法,并将该方法应用于硅谐振微传感器输出信号的频率检测.理论分析和数值仿真结果表明,外差式随机共振能将更多的噪声能量转变为频率信号的能量,通过调节载波信号频率可从共振谱峰的变化中准确测定谐振频率.该方法是可行、有效的. 展开更多
关键词 MEMS 硅谐振微传感器 微弱信号 外差式 随机共振
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