基于大动态范围放大的无增益调节超声放大电路设计

针对大型复合构件状态动态变化过程和多谱成像检测的需求,提出了一种无增益调节的宽带大动态范围超声放大电路的设计方法,设计了一种带宽为10 kHz～1.25 MHz,增益大于120 dB的无增益调节的超声信号放大电路。该电路采用多级放大器对信号进行分级放大,分割门限控制和信号状态识别与记录,最后通过数据合成实现了超声发射信号、回波信号全信号大动态、宽频带范围超声的放大。仿真实验表明,该电路可满足大型复合构件状态变化中信号的放大和多谱成像检测需求,其电路设计方法也可应用于其他如冲击波测试、声学测量等领域。     

参量换能器收发电路设计

介绍了超声波参量换能器的工作原理,设计了一种声学参量换能器结构、超声波发射电路和声波接收电路。发射电路由正弦信号产生电路、功率放大电路和补偿电路等组成,声波接收电路由前置放大电路和带通滤波电路组成,并利用NI公司的6024E数据采集卡进行数据采集。理论分析表明,当原波信号为87 kHz时,利用该收发电路可以较好地实现参量阵差频信号的发射与接收。     

基于DSC的火箭弹引信检测系统设计

为了控制火箭弹引信产品质量并提高生产效率,设计了基于数字信号控制器(DSC)的检测系统。检测系统主要由电源、信号调理电路、涡轮电机模拟电路和测速信号发生电路等模块组成,重点对涡轮电机模拟电路和信号调理电路进行介绍,并设计了A/D采样、接口通信和逻辑控制等软件。系统与示波器同时对引信进行检测实验,对比了结果,并分析了系统误差的来源。实验结果表明,检测系统能有效获得解保发火信号的幅度与时间值,在引信批量生产中可显著减少检测时间。     

一种传声器极化电压测量装置的设计

针对目前电容式传声器极化电压测量过程中的操作繁琐、设备成本高等问题,设计了一种专用测量装置。采用普通的运算放大器组成电压跟随电路对输入信号做阻抗变换;采用隔离电源模块为电压跟随电路提供正负电源,并在其0 V输出端接入高压直流电源模块,提高阻抗变换电路的共模工作电压。通过样机的制作与测试,验证了设计和加工工艺的有效性。在测试信号为200 V时,测试结果的误差小于0.1%,满足相关计量规范的要求。装置能够有效降低测量过程的操作难度和设备复杂度,降低设备成本,可应用于声学测量放大器、声级计等精密声学测量仪器的极化电压测量。     

基于无线传感网络的雷击信号检测平台设计

通过对雷击信号的实时准确检测,为高压电气等设备的防雷击监测奠定基础。传统的雷击信号检测方法采用时频参量估计方法,在强电磁干扰下检测性能差。提出一种基于无线传感网络的雷击信号检测平台设计方法。通过无线传感器网络进行原始的雷击信号参量等数据信息的采集,设计的雷击信号的检测平台的硬件电路,包括A/D采样电路、信号滤波电路、雷击信号的时钟控制电路、程序加载电路、接口电路等;进行雷击信号检测平台的软件开发,基于Qt/Embedded的应用软件开发雷击信号检测平台的脚本,设计波形数据存储界面,进行可视化模块设计,通过雷击信号的波形输出和人机交互,完成雷击信号检测平台设计。仿真结果表明,该平台进行雷击信号检测的性能较好,准确检测概率较高。     

激光陀螺反射镜最佳透射率实验研究

通过检测与计数电路可以将激光陀螺输出的光电信号进行放大、整形、鉴相,输出与陀螺转角成正比的脉冲信号。由于激光陀螺输出的是微弱光电信号,且检测电路存在散粒噪声和热噪声等干扰,因此提高检测电路信噪比对保障计数电路功能正常来说至关重要。为提高检测电路信噪比,需保证陀螺输出光功率尽可能大。根据激光器的功率输出公式推导计算了使陀螺输出光功率最大的反射镜最佳透射率,并进行了实验验证。理论计算和实验结果均表明,采用最佳透射率反射镜能够有效提高激光陀螺输出光功率。     

高分辨率压电陶瓷微位移检测电路设计与实现

为提高压电驱动的大口径快摆镜控制精度,采用了电阻式应变传感器(SGS)和基于锁定放大信号调理方法来检测压电执行器微位移,该微位移检测电路包括集成在压电内部的电阻式SGS,前端信号调制放大电路、带通滤波去噪电路、相敏解调电路和低通滤波电路等,最后搭建系统验证并利用小波分解重构的方法对微位移信号进行噪声分析。试验结果表明,该系统检测的压电执行器微位移信号良好,噪声满足实际工程中压电陶瓷(PZT)执行器的24nm位置分辨率的要求。     

基于对数放大的弱光检测电路设计

针对弱光检测电路中的信号信噪比小,动态范围大的问题,提出一种基于对数放大器的检测电路;利用对数放大器AD8304,设计外围检测和放大电路,在光导模式下验证光电放大电路的检测性能。结果表明,光导模式下,输入光强和输出信号为线性关系,同时利用对数放大器和比例放大器结合可以有效的检测弱光信号,抑制噪声,压缩信号带宽,提高了采集精度;信噪比明显提高,且灵敏度较高,输入和输出呈对数关系,可以有效的检测弱光信号。     

基于LabVIEW的参量阵测试系统设计

基于声学参量阵的工作原理,设计一个由软硬件组成的测试系统,其中硬件系统由换能器发射阵、超声波发射电路和回波接收电路等构成;软件系统以LabVIEW作为开发工具,通过利用数据采集卡,实现了输入信号的产生、波形显示、参数控制、数据采集存储等多种功能.当输入信号为5 kHz,载波频率为85 kHz时,在障碍物处能够听到声响,系统也接收到回波信号,即证明系统设计是可行的.     

AD8310在网箱声学监测中的应用

分析了网箱声学监测系统接收信号的特点,研究了利用对数放大器AD8310进行动态信号压缩的方法。给出了AD8310的工作原理,并将其应用于网箱声学监测系统中,设计了相应的电路,最后给出了对数压缩后传播损失补偿的计算方法。     

基于信号错位叠加算法的信号检测方法研究与应用

现有海洋环境日趋复杂,对于低信噪比水声信号的检测复杂度和难度日趋增加。信号检测技术作为某项目声侦听功能的关键部分,如何做到在复杂的海洋水声环境中尽量检测到低信噪比信号,才能让,成为了确保声侦听功能更为有效的关键一步。这里采用一种信号错位叠加方法,通过MATLAB对算法进行理论验证后,移植到ADI公司TIGER SHARC系列产品之一的ADSP TS201芯片上,使用C语言与汇编语言混合编程的形式,在声侦听功能中成功验证了错位叠加算法。实验证明,该信号错位叠加方法能够提高信号在低信噪比信号中的能量,有效提高信号检测,且方便易用。     

基于小波理论的声发射信号降噪方法

目前,声发射检测法已被广泛应用于众多工程领域,但在声发射信号采集过程中产生的噪声干扰问题会使检测结果产生重大偏差,因此对采集到的声发射信号进行降噪处理是必要的。文中论述了应用小波理论,对高档车削加工中心在进行车削加工时产生的声发射信号进行降噪处理的方法,从而使得检测结果更加可信,同时这一方法对其他声发射检测过程也具有一定的借鉴意义。     

Audio-to-visual conversion for multimedia communication

Although humans rely primarily on hearing to process speech, they can also extract a great deal of information with their eyes through lipreading. This skill becomes extremely important when the acoustic signal is degraded by noise. It would, therefore, be beneficial to find methods to reinforce acoustic speech with a synthesized visual signal for high noise environments. This paper addresses the interaction between acoustic speech and visible speech. Algorithms for converting audible speech into visible speech are examined, and applications which can utilize this conversion process are presented. Our results demonstrate that it is possible to animate a natural-looking talking head using acoustic speech as an input     

基于THS1206的水下多路数据采集系统设计与实现

水下声信号是水下探测系统实现对水中目标远程探测识别的主要信息之一,有效获取水下声信号是一个十分重要的问题。探测系统数据采集部分的速度、精度及功耗直接影响整个系统的性能。针对水下探测系统对数据采集部分的要求,利用微功耗器件THS1206与TMS320VC5509A设计的水下数据采集系统速度快、功耗低、精度高,可同时采集多路水下信号,满足探测识别系统对于数据采集部分的要求。对整个数据采集系统,给出了系统软硬件设计的关键接口原理框图和流程图。整个采集系统经过实际测试,达到了设计要求。     

基于AD7980的多路水声信号采集处理系统设计

针对水下声探测系统的要求,利用AD公司最新推出的超低功耗器件AD7980与数字信号处理器TMS320VC5509A设计了一种水下信号采集存储处理系统。可同步采集存储和处理多路水下信号,系统速度、功耗、精度都满足水声探测系统的要求。对整个数据采集处理系统,给出了系统软硬件设计的关键接口原理框图和流程图。经过实验验证,整个采集处理系统达到了设计要求。     

基于EMD的激光声表面波仿真分析

激光超声凭借其具有非接触、信号的信噪比高、灵敏度高、频带宽等特点,在材料的检测方面有着独特优势。本文利用有限元软件针对激光激励声表面波过程进行了数值模拟,得到了声表面波的传播特性;对实际检测信号进行了EMD去噪,得到了去噪后的重构信号,将去噪后的信号同仿真信号对比。结果证明激光超声激发的声表面波主要沿着材料表层向四周发散,其在远场区域会有小幅度的衰减,并且经过EMD去噪后的信号具有和仿真信号相同的特征,对今后激光超声的实验具有重要的参考价值。     

水下声信号光电探测技术的实验研究

为了实现水下声信号的遥感探测,针对水下声信号光电探测技术的强度调制理论,提出了光线分析理论模型,并进行了初步的理论分析和实验验证,取得了频率为65Hz和100Hz的水下声信号的探测数据,验证了水下声信号光电探测技术的强度调制理论.实验结果表明,在空气中利用激光,在水中利用声波,通过这两种信号载体来探测水下声信号技术是可行的,这一结果对于水下声信号光电探测技术的研究具有一定的参考价值.     

基于矢量水听器的水下声学浮标系统设计

针对海洋安全技术发展对无人自主探测平台的迫切需求,设计了一种具有海洋目标探测功能的水下声学浮标系统,该系统声学探测单元基于姿态感知复合同振式矢量水听器,水声数据采集与实时分析单元采用FPGA+DSP的设计方案,可控制声学探测单元工作时序,并完成水声和姿态信息联合信号处理。为验证水下声学浮标系统目标探测能力,在南海某海域开展目标探测能力试验验证。结果表明,深海良好水文环境条件、浮标采用定深漂流工作模式,对600 t级、10节航速航行科考船探测距离≥10.3 km。     

声场空频特征非参数融合无人机声学探测

针对复杂多源混叠的目标声源辨识问题,传统定位算法因为目标信号中混有较多干扰噪声,定位结果会出现很多野点,无法准确地对目标进行估计。本文提出利用高分辨率声成像处理算法获得目标区域声场空频信息矩阵,依据先验的目标噪声源频率统计特性,通过非参数估计的Parzen窗函数法计算空间分布概率密度函数,基于目标在特征频段和空间区域的分布特性,建立空频特征联合优化的检测定位模型。无人机声学检测仿真与实际定位结果表明该方法具有良好的空间抗干扰能力,可实现复杂环境下声源目标的检测定位。      

探测通信一体化研究现状与发展趋势

探测通信一体化将独立的探测与通信系统集成一起,通过共用一套硬件设备实现目标探测与信息传输功能,相比传统单一的探测与通信系统,其具有节约平台空间、降低平台能耗以及提高平台安全性等优点。首先介绍国内外陆上雷达通信一体化的相关研究,以及陆上与水下探测通信一体化的区别。结合水声传感网络的应用背景,借鉴雷达通信一体化研究技术,针对探测通信一体化亟需解决的共享波形设计、自干扰抑制以及共享信号处理三个问题,讨论了水下探测通信一体化在单基地、双基地、信息化、安全性方面的发展应用。无论是陆上还是水下,探测与通信作为信息系统的两大功能,两者的一体化设计是系统集成化、信息化、智能化的发展趋势之一。