基于FPGA的简易触摸电子琴设计

简易触摸电子琴是以FPGA芯片作为系统控制核心,通过数控分频的原理实现音乐自动播放、琴键演奏的功能,有限状态机实现触摸控制和LCD显示驱动,再采用友晶科技的4.3寸液晶触摸显示屏(LTM)完成简易触摸电子琴模式选择控制和琴键显示控制。在DE0-Nano FPGA(Altera CycloneⅣ)开发板上的测试表明,所设计的低成本简易触摸电子琴可以实现触摸控制弹奏和自动播放乐曲的功能,同时具有较高的实用价值。     

基于Magnet-MATLAB的微型磁通门联合仿真研究

针对Magnet在微型磁通门仿真分析时时间过长的问题,提出了一种将Magnet与MATLAB联合进行仿真分析的方法.基于Magnet建立磁通门探头3D模型,经仿真计算,得到被测磁场对应的感应线圈磁通;联合MATLAB将得到的感应线圈磁通转换为等效的小电流,经与激励电流叠加后,通过软件Flux提供的公式分别计算出受被测磁场影响下感应线圈磁通的变化情况;总磁通对时间求导,获得感生电压.在微型跑道型铁芯磁通门条件下,通过对Magnet仿真与Magnet-MATLAB联合仿真的计算结果比较表明:当外磁场小于5 μT时,2种仿真磁通门输出信号最为接近;与对全模型采用Magnet仿真计算用时超过30 h相比,联合仿真计算时间大幅减小,不超过10 min.     

长条形阵列铁芯磁通门性能研究

为了提高微型磁通门传感器的性能,改进铁芯结构,基于MEMS工艺制作了35组不同结构的长条形阵列铁芯。利用双铁芯线圈结构磁通门对制作的35组长条形阵列铁芯进行了磁通门性能指标的测试,分析了长条形阵列铁芯排列密度以及单条铁芯宽度对磁通门最佳激励电流、线性范围、灵敏度以及噪声的影响规律。研究结果表明,当单条铁芯相邻宽度为35μm以及单条铁芯宽度为60μm时,长条形阵列铁芯的磁通门综合性能指标优于传统薄膜铁芯的磁通门性能。     

无线网状网络的多路径路由与调度算法

提出了一种保障服务质量的多路径路由算法,数据分组可通过多条不同的路径进行传输,以提升网络总吞吐量性能.进一步提出了一种多路径调度策略.通过使用调度策略,基于当前可用带宽信息和路径所引入的时延信息,数据分组在传输前可被分成多段并通过不同的路径发送,根据路径时延调整优化调度策略,从而使得数据可通过在不同的路径上进行更高效地传输.仿真实验进一步验证了本文提出的路由机制和调度策略在不同网络负载下的优越性.     

基于等效铁芯电感的磁通门HSPICE分析模型

提出了一种基于随电流变化的铁芯电感的磁通门HSPICE（High Simulation Program with IC Emphasis）模型,该磁通门模型铁芯的磁滞回线使用反正切函数来描述,其激励与测量线圈等效为一种随电流变化的电感电路模型。本文给出了全电路元件的磁通门模型的参数及提取方法,此模型可以在任意形状的电压激励波形下仿真,与已有的磁通门模型相比,具有仿真精度高、需要参数少且计算容易和可以方便进行输出信号处理的特点。实验和仿真结果对比表明,双铁芯磁通门HSPICE模型仿真的输入电流和输出电压的幅值分别为146 mA和1.03 V,与实际测试的146.6 mA和1.177 V相比,输入电流有0.6 mA的误差,输出电压有0.147 V的误差。     

低剩磁误差磁通门的激励电路研究

降低磁通门剩磁误差的有效方法是增大激励电流的峰值,但大的激励电流峰值将增大功耗.带有足够高峰值的尖脉冲激励电流能降低剩磁误差,同时也降低了功耗,但是降低了传感器的灵敏度而且信号的处理难度增加.一种有效的解决方法是采用激励调谐方法获得所谓理想激励波形.本文提出用激励电路产生高峰值和低有效值激励信号的方法.与调谐激励方法不同,该方法采用积分器和微分器对输入方波信号进行处理后相加,得到一种在峰值处叠加有尖脉冲的三角波信号.电路不用仔细调谐,且尖脉冲的峰值比较容易调节,方便对剩磁误差的研究.针对尖脉冲的峰值固定的情况,还提出了仅由两个电阻,两个电容和一个运算放大器组成的改进型电路.实验结果表明:采用本文激励电路,在10 mT的磁场干扰后,磁通门的剩磁误差为0.5nT.     

20 nm金属氧化物半导体场效应晶体管的噪声特性分析北大核心CSCD

传统短沟道的纳米MOSFET噪声主要为受抑制的散粒噪声,其次为热噪声;在建立器件的噪声模型时,并没有考虑栅极噪声源与源极噪声源二者之间的电荷耦合,其耦合效应会形成互相关噪声。实验测试了20 nm MOSFET的噪声,结果分析得到短沟道MOSFET的噪声主要为散粒噪声、热噪声和互相关噪声。其次,根据MOSFET的器件物理结构及特性推导了纳米MOSFET的互相关噪声公式。在此基础上,比较受抑制的散粒噪声、热噪声和互相关噪声随沟道长度、温度、源漏电压和栅极电压的变化关系,所得结论有助于提高MOSFET器件的工作效率、可靠性及寿命。     

一种磁通门传感器的选频放大电路设计

由单个运放和电阻、电容网络构成的传统磁传感器信号处理电路中的选频放大电路是一种多环反馈型带通滤波器,其拥有电路结构简单、可靠性高、成本低等特点,但由于电路中电阻、电容的值较大,不易于集成。基于将磁通门传感器微型化的目的,在已有的Hspice磁通门探头信号产生模型的基础上,提出了一种由双二阶模块级联的开关电容带通滤波器来实现选频放大的方法,运用互补开关技术和动态范围定标技术,提高了滤波器的精度。利用Hspice进行仿真验证,结果表明:3 V供电电压下,与用CMOS技术实现的传统模拟带通滤波器相比,开关电容带通滤波器能较好地将磁通门传感器中的二次谐波进行选择并放大。     

无人机捷联航姿系统误差分析与补偿

针对由三轴磁传感器、三轴微机电系统(MEMS)加速度计和三轴MEMS速率陀螺构成的无人机捷联航姿参考系统(AHRS),在详细分析3种传感器误差来源的基础上,建立了与之相适应的误差数学模型;根据传感器自身特点和九轴传感器的测量特点提出了相对应的误差补偿算法.试验结果表明:磁通门传感器的航向角最大误差由补偿前15°降低为补偿后1.6°;补偿后加速度计的俯仰角最大误差为0.25°,倾斜角最大误差0.35°;速率陀螺的静态误差补偿在3.5 min之内航向角误差为±0.3°,俯仰角补偿后误差±0.4°,倾斜角补偿后误差±0.4°;当速率小于15°/s时,动态误差控制在±1°.     

基于D-S证据理论的多传感器数据融合

D-S证据理论可以有效地处理不确定信息,是有效的数据融合方法之一,但在证据高度冲突时,其归一化过程会产生有悖常理的结果。针对这个问题,国内外的学者提出了许多不同的改进方法,基本上可分为两类：修改组合规则和修改融合模型。在此总结分析了相关的国内外典型文献的改进思想,并进行系统条理的分析,为证据理论的发展和改进提供了有价值的参考。