动态补偿数字滤波器的设计及硬件实现方法

本文介绍了采用动态补偿技术减小动态测量误差的原理，研究了利用传感器或测试系统的动态设计相应的动态补偿数字滤波器的方法，并讨论了这种数字滤波器的硬件实现，介绍了利用可编程逻辑器件实现的动态补偿数字滤波器。     

动态补偿滤波器的一种设计方法

研究了动态补偿滤波器的设计方法问题，探讨测量噪声对动态测量误差补偿的效果的影响，提出按希望指标设计动态补偿滤波器的方法，以使补偿后的等效系统既具有满足要求的动态性能指标，又对测量噪声具有一定的抑制作用。通过对谐振筒压力传感器设计动态补偿滤波器的实例，证实了本文所提出的设计方法是行之有效的。     

应变式力传感器动态特性研究及动态补偿

通过测试传感器的固有频率和冲击响应,对不同结构的应变式力传感器的动态特性进行了研究。当力传感器动态特性不理想时,根据零极点配置法设计了动态补偿数字滤波器,对力传感器进行动态补偿,使之适用于动态测量。实验表明:柱式力传感器的动态特性优于S形力传感器。通过对S形传感器进行动态补偿,拓宽了力传感器的工作频带,提高了力传感器的动态性能,减小了动态误差。     

气体浓度测量中的电化学传感器动态特性补偿

针对电化学气体传感器的动态响应延迟问题,设计了一种电化学气体传感器的动态特性测量装置,研究了气体传感器动态特性补偿及应用。为减小电化学气体传感器的动态响应时间,提出了用粒子群优化(PSO)算法对电化学气体传感器逆建模的动态补偿法,获得动态补偿滤波器模型,对电化学气体传感器的响应-恢复时间进行补偿。将补偿方法应用于研制的存储式气体浓度测试系统,测试结果表明该方法有效地改善了传感器的动态响应特性,并在响应时间上提高了3.6倍,恢复时间提高了2.8倍,具有可移植性强、易于实现的特点。     

基于冲击激励的加速度计动态特性的校准与补偿

采用一种基于钢球对碰撞的窄脉冲冲击激励装置,结合外差式激光干涉仪对加速度计进行了绝对法冲击校准,分析了该装置所产生波形的特点。利用加速度计的输入输出信号,采用相关二步法对表征加速度计动态特性的数学模型参数进行了辨识,与绝对法振动校准结果的比较说明了加速度计模型以及动态校准的可靠性。最后基于动态校准得到的加速度计模型,设计了数字补偿滤波器,通过对加速度计动态特性的补偿,提高了加速度计的带宽,减小了动态误差。     

开关电容滤波器可编程时钟设计

根据开关电容滤波器时钟的特性,为了满足实际可编程滤波器设计的需要,本文主要围绕DDS波形发生技术和PLL给出了三种可编程时钟方案,并且扼要的阐述了各方案的基本运作原理和电路配置方法.最后总结了三种方案的优缺点和选用的一般条件.     

大时间常数传感器动态特性的在线实时补偿

在测控系统中传感器通常都位于系统的反馈通道.大时间常数的传感器严重地影响着系统的实时调节,为此,对大时间常数的传感器进行在线的实时补偿是十分必要的.本文通过分析,给出了对大时间常数传感器动态特性进行在线实时补偿的算法,该算法根据传感器在当前以及此前若干时刻的测量输出值yk,yk-1,yk-2直接给出现场被测量实际值的估计值xk,从而摆脱了由于大时间常数传感器的惯性给系统的实时调节带来的困难.为了实现对传感器的动态特性进行补偿,文章还给出了对传感器模型进行在线辨识的方法.     

运算式电容测微仪解调滤波器动态特性优化

为改善运算式电容测微仪的动态特性,扩展其动态测量范围,对影响其动态特性最大的解调滤波器的参数进行优化。以解调滤波器动态特性的理论分析为基础,通过Matlab仿真以及实验确定解调滤波器的优化参数,同时对解调滤波器的动态特性进行实际测试。测试结果表明:优化后,滤波器在0~2 k Hz的工作频率范围内,幅频特性的变化不超过3%,其动态特性较好地满足不失真测试条件的要求,可将电容测微仪的动态测量范围扩展到0~2 k Hz。     

六维力传感器动态特性研究中的若干问题

本文对六维力传感器动态性能研究中的相关问题作些探讨,主要包括六维力传感器动态性能的标准问题、建立六维力传感器动态模型的理论和方法、传感器动态补偿器的设计与实现、实际实验结果和数据分析等部分,虽然本文讨论的问题是以六维力传感器作为研究对象,相信对其它种类传感器的研究也会有一定的借鉴作用.     

基于开关电容电路的模拟滤波器的设计

文章介绍了开关电容电路的基本结构和工作特性．并通过实例阐述了利用开关电容电路技术可以实现小型化高精度、高稳定性的音频模拟滤波器。     

Field Programmable Analog Arrays for Conditioning Ultrasonic Sensors

This paper proposes the use of field programmable analog arrays (FPAAs) as adaptive conditioning blocks for ultrasonic sensors. The uncertainty achievable through this technique, in fact, results very sensitive to the measurement conditions, due to the attenuation affecting the echo during its propagation. Indeed, FPAAs emulate analog circuits whose characteristics have to be dynamically tuned according to different operating conditions. Actually, the signal provided by the ultrasonic sensor is properly processed in order to improve the overall measurement accuracy. In this paper, the prototype of a distance meter based on time-of-flight (TOF) measurement is presented in order to evidence the advantages gained by FPAA features in processing the sensor output to compensate echo attenuation and distortion versus target distance. The prototype working is supervised by a digital signal controller (DSC) whose tasks are: 1) driving the ultrasonic transducer; 2) performing the echo acquisition; 3) tuning on the fly the FPAA features; 4) evaluating the TOF; 5) measuring the target distance; and 6) delivering the final result to the end user. This paper is completed by the results achieved in a number of experimental tests allowing interesting considerations to be drawn. In particular, the experiments confirm the prototype reliability and effectiveness also with ultrasonic echoes characterized by very low signal-to-noise ratios.     

Correction of the Characteristics of a Thermal-Radiation Detector with the Aid of an Analog Filter

A mathematical simulation of the processes occurring in a thermal detector of optical and infrared radiation is used to develop a method for correcting its characteristics. This method makes it possible to reduce considerably the detector time constant.     

A Design of a Period-to-Frequency Analog Converter

A method for designing a period-to-analog converter is described. The device accepts input signals of varying frequency and converts the period of the waveform to a time inverse voltage Vi(t). This voltage is sampled at the end of the period, and this information is held over the following interval. The analog derived from the input signal is a voltage proportional to the repetition rate. The approach to generating the time inverse voltage is based on Willer's general method of approximating decaying functions with a sum of exponential functions. The described method has been utilized to develop a device for monitoring physiological signals. Results demonstrating the performance of the instrument are presented. The method is directly applicable to function generation in general and could be of importance for analog computers.     

可编程模拟器件ispPAC20在SoC系统中的应用

本文简单介绍了SoC开发系统,以Lattice公司开发的ispDesign Expert软件的开发环境为实例,设计放大电路。详细介绍了系统可编程模拟器件ispPAC20的主要结构和特点,以及用此芯片设计模拟放大电路的方法。该电路的实现无需使用传统的运算放大器,也不需要外接电阻、电容等元器件,且电路性能优良、工作可靠。只需在计算机上通过专用开发软件ispDesign Expert进行电路设计,再下载ispPAC20器件中即可实现电路,且修改快捷方便。     

红外可调声光滤光器的设计和特性分析

根据声光互作用原理，以TeO2晶体为互作用介质，选取互作用长度为28mm，设计制成近红外声光可调滤光器（AOTF），其衍射波长与超声频率存在对应关系。测试结果表明，该器件的工作波长范围为0.9-2.6μm，驱动频率为40－120MHz，光谱分辨力为7.268nm，6.957nm（对应波长分别为1.5μm，2.4μm）。     

过程噪声方差实时补偿的非定轨目标跟踪

针对非定轨目标跟踪问题中过程噪声统计特性未知的特点,提出了一种实用的对过程噪声方差进行实时补偿的目标跟踪算法。该算法根据强跟踪滤波器的思想,通过实时检测新息序列来修正卡尔曼滤波算法中的状态预测误差协方差矩阵,进而对未知的过程噪声方差矩阵进行实时地补偿。由于存在新息检测机制,该算法能够有效地规避表征建模不确定性的过程噪声统计特性未知的问题,对于建模不确定性具有一定的适应能力。通过对一旋转靶标跟踪问题的仿真试验,证明了该方法的有效性。     

一种新颖的故障检测滤波器设计

研究了含有未知输入线性系统的故障检测问题,针对传统方法丢失信息或繁琐复杂的缺点,设计了一种新颖的故障检测滤波器。该方法使未知输入在故障发生前衰减到几乎处处为零,系统近似为无未知输入的标准系统,残差只敏感于故障,动态的实现了未知输入与故障的分离。仿真结果表明,该方法效果良好。     

工程结构动态特性智能优化设计研究

本文针对在传统结构优化设计中，优化过程复杂和费时的问题，采用神经网络的智能算法对结构进行动态优化设计，并给出了具体的设计方法。以门座起重机筒型支柱结构为例，应用此方法对其进行了动态优化设计计算，从而证明了该算法的有效性。