电能质量分析仪系统设计

为改善现有电能质量分析仪产品在功能完善性、稳定性和测试精度等方面存在的不足,该文采取基于ARM+DSP+FPGA的三核架构研制一款功能全面的电能质量分析仪。在前段电力信号调理电路的设计中采取全硬件控制的测量电路使其具有更高的精度、带宽、响应速度以及更大的动态范围;在同步采样方案设计中将数字PI控制引入锁相环代替传统的环路滤波器,有效提高频率锁定的速度和稳定度。通过对各项性能的测试发现,各种电能参数的测量结果均达到相关的测量标准。     

VCA610在水声模拟信号调理机中的应用

在水中兵器试验中,水声模拟信号调理机输入信号的超大动态范围,决定了自动增益控制电路(AGC)不仅是其重要的组成部分之一,更是其必要和关键的设备。VCA610是TI公司研发的电压控制可变增益放大器,它不仅具有一般AGC芯片的低噪声、高阻抗、宽波段的性能特点,更具有独特的"线性增益和80dB的增益控制范围"。文章从通用水声模拟信号调理机的功能组成入手,结合VCA610的性能特点和具体使用要求,重点分析其输入/输出对应关系,提出了比较实践可行的"VCA610在水声模拟信号调理机中的AGC应用电路",实现了"输入信号范围(2mV～2V)60dB的线性、无失真、恒定输出"的战技指标。文章对VCA610的控制端的抗干扰性和输入端的消直电路也作了简要的分析和设计,以提高产品的通用性能。     

基于WRe5-26型热电偶的高精度温度信号调理电路设计

火箭飞行器航飞过程中,针对关键设备的温度监测需要满足高精度抗干扰、宽量程可测的要求,设计一种基于WRe5-26型热电偶的温度信号调理电路。该信号调理电路采用电流型自动基准节点补偿的方法提升热电偶的冷端补偿效果,在增益调整电路的前级和后级分别设计两种EMI抗干扰电路以消除温度信号中混叠的射频干扰和线路串扰。经实际温度测量实验验证,该设计可实现0～2 320℃范围温度可测,WRe5-26型热电偶采集到的温度信号经调理电路处理后,测温准确度可达±0.1%FS,数据相对误差可有效地控制在1%以内。在外加EMI干扰的情况下,测试实验中温度信号的信噪比可达88.19 dB,电路工作稳定,满足飞行过程中对信号调理具有抗干扰的要求。     

基于运放测试大输入范围ADC电路的设计

为测试大输入范围的ADC电路,综合考虑测试机的输出信号能力以及ADC输入范围要求,设计出合适的放大电路来扩展ATE输出信号范围,并根据噪声分析理论以及ADC电路参数测试对运放性能的要求选择前端驱动放大器。通过测试ADI公司AD7894的实例对比使用两种不同运放电路的实际测试效果表明计算公式有效可行,放大器的分析选择科学合理,为基于运放扩展ATE输出信号范围测试大输入范围ADC电路的设计提供可靠依据。     

基于阶跃温度响应的热电偶时间常数测试系统

为了更方便地测试热电偶时间常数,设计了一套热电偶时间常数测试系统,包括工控机、信号调理电路、A/D采集、数据采集处理软件和打印机等。根据热电偶对阶跃温度的响应,提出了一种全新的热电偶时间常数测试方法,设计功能完善的信号调理电路,通过PCL818L数据采集卡将采集的数据送交上位机应用软件进行分析处理,得到所需要的热电偶参数,应用软件提供各类报表输出及数据打印功能。     

SAR型模数转换器前端信号调理电路设计

为设计出与逐次逼近型(SAR)ADC输入适配且性能优良的信号调理电路,综合考虑分析模拟输入信号、SAR型ADC接口的前端、基准电压源和数字接口,根据噪声分析理论给出前端RC滤波器的详细设计公式和设计过程,并根据滤波器的带宽和系统噪声容限选择前端驱动放大器。通过对比芯片官方参考电路和实际测试效果表明:计算公式有效可行,放大器的分析选择科学合理,为SAR型ADC前端信号调理电路的设计提供可靠依据。     

自组织模糊控制能馈电子负载模拟策略

针对电子负载对响应快,控制准的测试性能需要,提出基于移相全桥隔离型拓扑的负载模拟电路,设计基于LEM传感器和LF353M的比例运算信号调理电路,并提出自组织型模糊控制的电流PI单闭环策略。对功率传递下的移相全桥电路作小信号等效电路模型并推理出输入电流与控制移相角的传递函数,并结合相位裕度稳定法设计PI校正器。最后,设计并通过自组织变论域改进模糊控制器,从而串联PI校正器进行参数智能调整。通过仿真验证和实验表明,在7 A的输入电流工况下,自组织模糊控制PI策略实现在7 ms内到达稳态,且稳态误差在3%以内,相比于常规PI与常规模糊控制,具有更良好的动态响应和稳态性能。     

X波段高功率微波脉冲鉴相器设计与实现

为满足高功率微波技术对信号相位差测量的应用需求,设计一种微波脉冲鉴相器,实现X波段脉冲信号相位差的准确测量。鉴相器基于I/Q解调原理,采用无需外加电源供电的双平衡电路结构,以微带电路的形式设计同相功分器和分支线电桥,结合贴片式混频器将两路待测信号进行正交混频,得到与待测相位差相关的电脉冲。电路设计中采用宽带电路结构,扩展使用带宽;结合全电磁仿真对各信号传输通路的相位一致性进行分析计算,避免电路出现初相误差;采用低通滤波器滤除高次谐波干扰,提高鉴相准确度,最后制作实物样机并进行性能测试。测试结果表明,该鉴相器能够实现百纳秒级微波脉冲信号的相位测量,动态范围达到10 d B,最大承受功率22 d Bm,测量误差5°。     

基于伪虎鲸click信号的主动声呐探测信号低截获性分析

为解决现代主动声呐易暴露的问题,提出以伪虎鲸click信号作为主动声呐发射信号波形进行探测,以实现声呐的低截获性。首先通过宽带模糊函数分析了伪虎鲸click信号的分辨性能;然后通过仿真对比单双基地声呐探测模型下,伪虎鲸click信号与常规主动声呐信号的截获因子,验证了其低截获性。结果表明,伪虎鲸click信号三维宽带模糊函数呈现理想的“图钉型”,时延分辨力达到7.644×10^(-6) s,频移分辨力达到7.405 Hz,具有良好的分辨性能;伪虎鲸click信号的截获因子在−4.887~−17.6 dB之间,始终小于0 dB,且远低于常规主动声呐信号,具有优异的低截获性能。伪虎鲸click信号作为声呐发射信号可实现有效与低截获性的声呐探测。     

被动声呐信号检测技术发展

水声信号检测是被动声呐系统进行目标探测所需的重要支撑技术,信号检测的性能直接影响到被动声呐系统对目标探测的能力。对被动声呐信号检测技术的研究情况进行了梳理,将其归纳为基于时域信息的信号检测技术和基于空域信息的信号检测技术两大类。在分析现有技术不足和应用需求的基础上,指出弱信号、低虚警率和有效利用水声传播信息等是被动声呐信号检测技术可能的发展方向。     

采用SIGMA—DELTA技术的声呐数据采集处理板

1 引言 现代声呐对声阵数据采集和处理系统的要求越来越高,通常要求对几十路甚至上百路的声阵数据进行采集,并完成几亿次甚至几十亿次的运算操作,而每路信号的动态范围还可能超过一百分贝。面对这一新情况,传统的设计技术和常规的采集系统往往很难满足要求,特别是在大动态范围信号的压缩和抗信号混迭的处理上,问题更为突出。     

条带测深仪的信号特征及其动态范围压缩

条带测深仪又称多波束地形测绘声呐。９０年代以来，由于海洋测绘事业的需要，我国已向国外引进并开始自行研制这类声呐。本文首先介绍了它的基本工作原理。第２节分析进入接收机的海底反向散射信号的特征，说明了这一信号有很大的幅值动态范围的原因。第３节讨论了两种不同性质动态范围压缩方法，并给出了实现的硬件框图，软件流程图和部分试验结果。     

动态测试技术的发展系列讲座

90年代以来,动态测试领域出现了不少新的技术突破,为振动、声学测试增添了强有力的手段。本文特对新型磁带数据记录、激光全场振动测试和声全息声源测试这三项新技术进行专题介绍。 1 新型磁带数据记录技术 信号记录是振动、声学等动态测试过程中重要的一环。60年代研制成功调频磁带记录仪,广泛用于振动、声学试验,特别是现场试验。但是模拟式磁带记录仪有一系列较严重的缺点,诸如动态范围较小(一般不超过50dB),没有电压偏置和增益自动调节功能,大大影响了记录信号的精度。此外,在进行信号处理时必须采用包括信号调理、AD变换器等组成的数据采集系统,转换成数字信号,才能进行时域、频域和统计分析。     

基于激光三角测量原理的自动机运动测试方法

为研究自动武器自动机运动规律,提出了一种基于激光三角测量原理的自动机运动参数测试方法,测试系统由线性CCD激光位移传感器、信号调理电路及信号处理软件构成.采用该系统对某一自动武器连发射击时的自动机运动位移参数进行了测试,与现有的方法相比,此系统操作简单,抗干扰性能好,所获取的实验数据具有较高的精度.     

基于声学特性的灯泡贯流式水轮发电机组噪声信号采集系统设计

大量程、高精度的噪声信号采集是基于声学特性的灯泡贯流式水轮发电机组故障诊断的前提。为此,该文设计一种灯泡贯流式水轮发电机组噪声信号采集系统,介绍噪声信号采集系统原理,完成基于两级分段组合的放大电路设计,解决传统单级调理电路不易实现全量程、大动态范围信号放大的问题,给出详细的信号放大电路、滤波电路等参数设计方法和采集卡A/D转换器分辨率计算方法。仿真和现场测试表明:该发电机组噪声采集系统的测量范围为20-140 dB,最大级线性误差为0.3 dB,可为后续基于声学谱分析的故障诊断提供可靠的数据。     

岩石破裂电磁辐射监测系统研制

为满足有关岩石破裂电磁辐射研究的需要,研制一套电磁辐射监测系统。该系统由电磁感应探头、信号调理电路和数据采集系统组成,可对频率在1kHz¹MHz内的微弱电磁场进行监测。电磁感应探头可感应空间中某一方向的电磁场变化,并将其转换成电信号;信号调理电路对探头输出的电信号进行放大、滤波,并实现放大滤波电路与计算机的电气隔离;数据采集软件基于LabVIEW编写,用于对监测到的信号进行记录和显示。实验结果表明:该系统性能稳定,操作简便,能够有效地监测岩石破裂所产生的电磁辐射,对岩石、混凝土等材料的力-电-磁研究具有重要意义。     

岩石破裂电磁辐射监测系统研制

为满足有关岩石破裂电磁辐射研究的需要,研制一套电磁辐射监测系统。该系统由电磁感应探头、信号调理电路和数据采集系统组成,可对频率在1kHz~1MHz内的微弱电磁场进行监测。电磁感应探头可感应空间中某一方向的电磁场变化,并将其转换成电信号;信号调理电路对探头输出的电信号进行放大、滤波,并实现放大滤波电路与计算机的电气隔离;数据采集软件基于LabVIEW编写,用于对监测到的信号进行记录和显示。实验结果表明：该系统性能稳定,操作简便,能够有效地监测岩石破裂所产生的电磁辐射,对岩石、混凝土等材料的力-电-磁研究具有重要意义。     

信号调理器对动态测试的影响

信号调理器是动态测试系统的重要组成部分，带宽、放大倍数和滤波是衡量其性能的主要指标。动态测试系统的输出信号幅值和相位是表征测试结果的重要参数。本文研究信号调理器性能对动态测试系统输出信号幅值和相位的影响，试验并分析带宽、放大倍数和滤波对输出信号幅值和相位造成的衰减。对提高动态测试结果准确度，优化测试系统动态性能具有重要意义。     

线位移差分传感器检测与自监控电路的设计

针对三余度舵机系统对LVDT调理电路具有自监控功能的要求，提出了一种LVDT自监控信号的检测方法。在此基础上，运用时分复用技术，设计了采用一片LVDT信号调节芯片同时检测输出LVDT位移量信号和LVDT故障监控信号的调理电路。并对电路的线性度和故障检测能力进行了实验和分析。     

基于PMT模块的供电电路及信号调理电路的设计与实现

本文介绍的是基于光电倍增管(PMT)模块的供电电路及信号调理电路的设计,用于浮游植物粒径检测系统中微弱荧光信号的检测。设计的供电电路将开关电源输出的12V电压转换为低噪声、低纹波、稳定性好的±5V的电压供光电倍增管模块及其信号调理电路使用,实现了一个电源多种应用的目的,并为PMT模块的输出信号设计了信号调理电路,减小了光电检测电路的噪声,提高了检测精度。