某型飞机发动机参数采集系统的硬件设计

针对飞机发动机信号数量多、附属系统越来越复杂,所要测量的参数及需要进行数据交联的设备越来越多的特点,从硬件系统设计出发,设计了以DSP+CPLD的嵌入式参数采集系统。该系统电路结构简单、集成度高、可靠性高、数据传输速度快,可用于滑油温度、滑油压力、燃油流量、发动机转速、汽缸头温度和发电机温度等数据的采集。     

微弱光信号检测电路的设计

从微弱光信号检测电路的设计方案入手,论述了光电检测电路的基本工作原理,给出了采用AD795KN为前置放大器来设计放大电路、有源滤波电路以及主放大电路．最终设计低噪声光电检测电路的一般原则。实验表明,基于本设计的检测电路可以有效测量微弱光信号,适用于一般光信号和微弱光信号的检测需要。     

微弱光信号的光电探测放大电路的设计

分析了微弱光信号放大电路的基本工作原理,针对光电探测中对微弱信号放大带来的信噪比和稳定性问题,设计了一种低噪声光电信号放大电路,并给出了电路参数选择方法。     

一种用于旋转环境的无线激光数据传输模块设计

针对在发动机高速旋转状态下,其叶片的应力和温度等参数的测量需求,提出一种基于无线激光通信的数据传输模块。该模块由发动机转子端的发射部分和地面接收部分构成。发射部分将叶片采集的测量数据通过激光驱动电路采用直接调制的方法驱动激光二极管以光信号的形式发送给地面。地面接收部分通过光电探测电路将光信号转换为数字信号并传输给计算机进行处理。搭建了实验测试平台,测试结果表明无线激光数据传输模块在50cm的传输距离下可达到18MB/s的数据传输速率。     

用改进的遗传算法提取PIN光探测器模型参数

光探测器是光电集成电路接收机的重要组成部分,成功提取光电探测器等效模型电路的参数将会对光电集成的研究起到重要作用.将改进的遗传算法用于PIN光探测器小信号等效电路模型参数的提取和优化中,实现PIN光探测器S21、S22参数的测量值与模拟值拟合.改进后的遗传算法自动优化了遗传、杂交和变异算子,节省了寻找最佳遗传、杂交和变异概率的时间,提高了参数提取的速度.     

基于PIN型光电转换电路的噪声研究

在微弱光信号探测系统中,由光电传感器输出的原始微弱电信号,首先进入的是光电转换电路,因此光电转换电路的信噪比将影响整个测试系统测量结果的准确性,这就非常有必要对电路的噪声进行研究。本文比较详细地分析了以PIN型光电二极管作为光电传感器的光电转换电路的各种噪声,并以此提出了一些有效减小光电转换电路噪声影响的方法。这些方法...     

光电靶的设计与改进

为了测量枪、炮子弹的速度,提出一种基于光电转换的原理光电靶的设计方法。当光电靶工作时,火光或是环境光会影响光电靶产生误触发信号或是不能捕捉住弹丸过靶信号,影响了测试的准确度和灵敏度。采用新型的大面积激光光幕技术设计了光电补偿电路,将其干扰光引起的变化的光电流信号补偿掉,分析其原理,并用实验方法验证了设计的正确性。最后实弹测试其系统的有效性与实用性。结果表明,新型的补偿电路测速系统能够有效地抑制干扰光的影响。     

瞬变光探测系统前置放大电路的设计

光电探测器前置放大电路设计的好坏会直接影响整个检测系统的信噪比.为了提高对微弱光信号的检测精度,使用低噪声光电二极管和运算放大器,并选择光电二极管工作在光伏模式,设计出了光电探测器的低噪声前置放大电路.通过采用超前校正方法对由光电二极管结电容及运算放大器输入电容引起的相移进行补偿,克服了光电二极管寄生参数引起的转换电路...     

远程高速激光外差信号的高灵敏度探测器研究

针对多轴、高速和超精密激光干涉测量系统对光电接收器在探测灵敏度、响应带宽和稳定性等方面的特殊需求,提出一种基于远程探测的高带宽激光外差信号探测方法。首先,针对多轴激光干涉测量中多个传统光电接收器热耗散大、严重影响测量精度的问题,设计远程光纤探头,将光接收与光电信号处理部分完全分开,彻底消除光电接收器热耗散对测量系统的影响;其次,针对单光轴光功率微弱、难以探测和稳定性差的问题,设计具有主动温度漂移特点的APD高压反向偏置电源,在提高光电接收器探测灵敏度的同时增强其温度稳定性;设计的光电探测器能够实现远程光耦合传输,耦合效率能达到38%以上,最大探测灵敏度为0.52μW,测量带宽可达17.5MHz,满足多轴、高速超精密激光干涉测量系统对光电接收器的性能需求。     

FBG传感器微弱信号预处理

针对光纤Bragg光栅(FBG)传感器微弱信号,设计了一种具有电流电压转换,多级放大和滤波功能的低噪声光电信号预处理电路。仿真实验表明,该电路具有增益大、信噪比大、灵敏度高等特点,满足FBG传感系统的要求,可实现nW级微弱光信号检测。     

硅微陀螺仪接口位移噪声对检测性能的影响

研究了基于调制解调的硅微陀螺仪检测信号提取原理,推导了开环检测传递函数。根据调制解调的频谱转移特性,提出了有效位移噪声是高斯窄带噪声。推导了开环检测时位移噪声的等效角速度公式,分析表明,要提高噪声性能可以减小噪声功率密度、带宽和增加陀螺仪机械灵敏度。同时还推导了闭环检测时位移噪声的等效角速度公式。通过比较开环检测和闭环检测情况下由接口位移噪声导致的噪声等效角速度表明:闭环检测并不能减少由接口位移噪声导致的平均噪声等效角速度。据此设计实际电路,试验结果表明在100Hz频段内,闭环检测噪声谱密度基本等于开环检测噪声谱密度,验证了理论的正确性。     

微弱光信号检测电路的设计和噪声分析

针对光信号检测电路对微弱光信号放大所带来的带宽和信噪比的问题,设计了一种微弱光信号检测电路。通过动态补偿的方法,在保证低噪声的同时使电路拥有良好的响应度。并通过电路的波特图形分析了电路的噪声,给出了减小电路噪声的方法。该电路主要用于检测快速变化的微弱光信号。     

手持式设备中电感传感器信号处理电路的设计

为了提高电感传感器的检灵敏度和系统信噪比,基于微弱信号检测原理,设计了以低失真文氏电桥正弦波振荡电路为激励信号源,以差动放大电路为信号处理核心的微弱信号处理电路,同时采用变压器对载波信号进行隔直,提高了系统的检测灵敏度,电路结构简单、实用、可靠。实验结果表明,改电路能有效提高系统信噪比,满足系统对噪声不大于0.005 V的要求。     

基于位置敏感探测器的微位移测量关键电路设计

位置敏感探测器PSD(Position Sensitive Detector PSD)具有位置分辨精度高(可达1～2μm)、输出实时性好(响应时间约几微秒)、系统简洁的特点,在位置探测及相关领域内获得了广泛的应用;但PSD的输出信号小,易受到电路噪声的影响,若要充分发挥其性能,则需要高精度、高稳定度、低噪声的测量电路。针对PSD这种较高的使用要求,通过对其等效模型的分析,找到了影响位置分辨精度的主要因素,并提出了一种新形式的测量电路,减少了测量电路级数,降低了电路的噪声以及测量电路内部的漂移,同时具有对位置测量非线性的校正功能。采用上述原理以S1880PSD建立的位置测量系统的位置分辨达到2～3μm。     

基于LabVIEW的发动机数据采集系统

针对在发动机数据采集过程中,对速度和精度的要求,基于虚拟仪器,利用振动传感器、麦克风、信号调理电路、PCI-4472B数据采集卡,计算机等硬件,对吉利三缸A8发动机的振动信号及排气噪声进行采集,设计出了发动机数据采集系统。实践表明,该系统可靠、稳定,有很大的实用价值,为诊断和监测发动机故障打下良好的基础。     

低噪声单微粒散射光检测电路

针对单微粒散射光信号弱、脉宽窄的特性,设计了一种低噪声宽动态范围光电检测电路.首先对单微粒散射光脉冲检测原理进行了分析;然后根据散射光脉冲信号特征对检测电路进行了设计;最后搭建了实验系统并对检测方法性能指标进行了评估.实验结果表明:设计的电路带宽为1.5 kHz～1.2 MHz,总输出噪声的均方根值为3.51 mV,计算结果与实验结果基本一致,误差为3.33％.该光电检测电路能够有效地对微弱的散射光信号实现低噪声放大,为后续处理提供了稳定的信号.     

1400万像素CMOS传感器高速读出及信号采集的研究

面阵图像传感器的读出电路和信号采集电路是影响图像信号性能的关键部分之一。文章介绍了采用2路双通道AD及USB2．0实现了1400万像素高分辨率CMOS面阵传感器的大动态范围，低读出噪音的高速信号采集系统，并对系统的传输速度、分辨率、图像噪音、光强测量稳定性、近红外响应等进行了实验研究。     

激光跟踪仪目标脱靶量精密探测方法

激光跟踪仪是一种用于大尺寸空间精密几何坐标测量的重要光学测量仪器。PSD是激光跟踪仪实现对合作目标精密跟踪的脱靶量传感器件,其探测精度直接影响跟踪测量性能。首先,简要介绍了激光跟踪测量系统及基工作原理,然后根据系统需求提出了脱靶量精密探测方案。重点讨论了I/V变换、信号放大、滤波、参数匹配等硬件设计方法以提高PSD输出微弱电流信号的稳定性,研究提出了基于FPGA和有限状态机的去极值平均滤波算法和扩展除法运算算法分别用于降低噪声干扰与提高测量精度;数据表明在4mm4mm的区域内脱靶量探测稳定度优于2m。采用该方法实现激光跟踪仪对合作目标的动态跟踪,很好地满足了激光跟踪仪的精密快速跟踪需要。     

一种低噪声微弱信号调理电路设计

水下主动声纳探测系统是通过发射换能器发射主动声信号,水听器检测回波信号完成目标探测和方位估计等任务。由于水听器输出信号微弱,易被复杂的海洋环境噪声干扰不能直接用于后续采集电路,要求信号调理电路具有高增益并且自噪声远低于水听器输出信号。而且主动声呐工作在近距离时,水听器接收到的混响信号远高于目标的回波信号,水听器接收到的信号动态范围大。本文提出的一种低噪声微弱信号调理电路,是一种低噪声、高增益、大动态范围、高一致性的信号调理电路。