红外与激光工程
2022, 51(7): 20210615
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
提出了一种2阶小阻尼系数负载的快速补偿驱动方法。根据2阶系统传递函数, 对2阶小阻尼系数负载的驱动信号进行变换, 将具有相同衰减振荡周期的正、负向阶跃响应进行不同时间点的叠加, 以补偿单个阶跃响应的衰减振荡振幅, 实现了2阶小阻尼系数负载驱动响应的快速稳定。应用该补偿驱动法, 采用0.18 μm CMOS工艺设计并流片了一颗开环控制的音圈电机驱动芯片。结果表明, 在10 ms谐振周期的条件下, 与最优驱动电流对应的音圈电机位移振幅仅为0.925%, 建立时间仅为7.8 ms。
2阶小阻尼系数负载 阶跃响应 音圈电机 second order load with small damping coefficient step response voice coil motor
为了测算中分辨率光谱成像仪在轨调制传递函数(MTF)，提出了一种基于图像中非理想阶跃目标的处理方法。利用仅一侧具有较好均匀性的目标，在线扩散函数(LSF)的对称性假设下，实施基于阶跃响应思想的测算方法。与传统的阶跃边缘法相比，该方法得到的结果与中分辨率光谱成像仪获得的结果一致。将其应用在中分辨率光谱成像仪的指标考核中，得到的半峰全宽(FWHM)与传统处理方法仅相差0.03 pixel，奈奎斯特频率处的MTF值也仅相差0.02，验证了本文方法的有效性。该方法所利用的目标在中分辨率光谱成像仪遥感图像中极为常见，因而普适性更好。
遥感 光学遥感 调制传递函数 阶跃响应 中分辨率光谱成像仪
1 湖北工业大学 机械工程学院, 武汉430068
2 湖北工业大学 湖北省现代制造质量工程重点实验室, 武汉430068
为了实现对半导体激光器温度的高精度控制, 利用热电制冷器、温度传感器与相应的散热装置, 设计了一套半导体激光器温度控制的实验系统。首先采用热力学分析方法, 对实验系统进行了理论分析, 建立了该温控实验系统数学模型与相应的传递函数;其次, 在取得了半导体激光器温度数据的条件下, 根据模型参量的特点, 提出了一种结合阶跃响应的实验曲线, 应用非线性曲线最小二乘拟合进行模型参量的辨识; 最后利用该模型参量进行了系统仿真和实验验证。结果表明,仿真曲线、拟合曲线与实验曲线结果一致, 拟合的模型参量具有较高的预测精度。这些结果对优化调整温度控制实验是有帮助的。
激光器 温控系统模型 阶跃响应和参量辨识 实验装置 lasers temperature control model step response and parameter identification experiment setup
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
3 长春工业大学 电气与电子工程学院，吉林 长春 130033
由于最小节拍组合控制系统对位置阶跃信号响应快、超调小、稳态误差小，有利于光电跟踪系统快速捕获目标，本文针对特定的光电跟踪架设计了最小节拍组合控制系统，并对其进行了仿真测试和实验测试。实验显示，仿真结果和实验结果基本吻合，不仅表明最小节拍组合控制系统在所能跟踪的信号范围内线性度好，还验证了校正环节和前置滤波器所起的作用。提出的方法降低了超调量，减少了调节时间，抑制了系统的抖动，体现了最小节拍组合控制系统的特点。这种最小节拍组合控制系统在数引方式下能快速捕获和锁定目标，具有重要工程应用价值。
光电跟踪系统 最小节拍组合控制 仿真测试 实验测试 阶跃响应 opto-electronics tracking system minimal prototype control simulation test experiment test step responsing 光学 精密工程
2013, 21(10): 2594
4f系统的输出图像存在带限低通、随机噪声和相干噪声并存的特点，对其进行复原处理时不仅要注重保护细节，而且还要处理高频随机噪声和低频相干条纹。为了提高其图像质量，针对这些特点提出了一套图像处理方案。首先，利用4f系统的阶跃响应获取相干噪声的位置和强度的先验信息；然后，对阶跃响应图像和待复原的图像分别进行同样过程和侧重保护图像细节的随机噪声去除，利用4f系统的线性特性将两幅去除随机噪声后的图像进行点除以消去相干噪声来完成复原。实验表明，该方案对峰峰信噪比和结构相似度指数都有很好的复原效果，其分别提高了5 db和6%左右；从视觉效果上看，该方法很好地保护了图像细节，符合4f系统的要求。
信息光学 图像复原 阶跃响应 轮廓波变换 4f系统 information optics image restoration step response contourlet transform 4f system
针对目前常规器件构成的4f 信息光学系统空不变性能不足的问题，为在现有条件下对4f 信息光学系统使用逆滤波方法现实去噪提出一种改进方法。该方法利用光学系统的并行优势，通过一次光学实验获取所有输入点扩散函数的组合信息——系统的阶跃响应，再利用线性性质对输出图像进行逆滤波去噪。实验结果表明，该方法在现有常规器件条件下实现了逆滤波，能明显改善4f 系统输出图像质量并很好的保留凸显细节信息，并且不增加光学试验的复杂度和时间，同时还可以降低后期逆滤波算法的复杂度，节省计算时间。
信息光学 4f 系统 阶跃响应 去噪 逆滤波 information optics 4f system step function response denoising inverse filtering
