基于数字锁相放大器的甲烷谐波检测虚拟系统

基于甲烷气体的谐波检测技术,利用数字锁相放大器SR830检测甲烷气体吸收谱线的一、二次谐波,在LabVIEW虚拟仪器设计平台上设计甲烷浓度谐波检测虚拟仪器系统,实现了对数字锁相放大器的远程控制和对数据的采集与处理;实验结果与理论模型相吻合,充分验证了采用数字锁相放大器检测甲烷气体浓度可以精确的提取出谐波信号,获得较好的信噪比。     

车载激光甲烷遥测系统的设计

为了解决传统燃气巡检设备检测效率低、检测距离近的问题,文章结合可调谐激光吸收光谱技术和地物的后向散射特性, 设计了一套车载激光甲烷遥测系统,并进行了模拟测试。测试表明,该系统对甲烷气体的最低检测限为5 umol/mol,可探测距离150米,体积分数为0.1%的甲烷气体泄漏,并能在车速为50km/h行驶时,检测到燃气泄漏点,检测距离远、响应速度快、灵敏度高、抗干扰能力强,很好的满足实际探测需要。通过燃气公司实际应用表明,该系统极大地提高了燃气巡检效率,减少燃气巡检周期,非常适合长输管线的快速巡检,实用性强。     

基于TDLAS的CO和CO2便携式遥测仪设计

本文介绍一基于TDLAS技术的便携式CO和CO2遥测仪的设计.对该遥测仪的工作原理,系统设计与嵌入式软硬件实现作了较详细的分析.利用地面等作反射物获取数据,以及波谱调频二次谐波检测技术达到高速高精度的检测.     

分布式多点激光甲烷检测系统研究

针对传统甲烷检测系统存在的易受环境影响、检测精度低、稳定性差等问题,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术和空分复用技术,设计了一种分布式多点激光甲烷检测系统。该系统采用波长1 653.7nm的分布式反馈半导体激光器作为光源;利用谐波检测法得到二次谐波和一次谐波信号幅值比来反演甲烷浓度;采用1分8光分束器,并结合参考气室实现多个测点甲烷浓度的实时检测。在实验室环境下对该系统进行了测试,结果表明该系统测量准确性高、稳定性好,可实现10km范围内测点的有效覆盖,在2.00%~85.0%甲烷浓度范围内,系统测量误差小于2%。     

基于FPGA的数字锁相放大器在气体探测中的应用

介绍了基于波长调制光谱技术的激光气体探测系统的基本原理,详细描述了双相数字锁相放大器基本原理和结构;为了实现模块化高精度在线激光气体检测系统,利用FPGA和模数数模器件设计了数字锁相放大器的硬件电路,将数字锁相算法在FPGA中实现;基于FPGA的数字锁相放大器应用于激光甲烷分析仪中,并对4个标准甲烷气体进行了实际测试,在10%量程范围内示值误差不超过±0.2%;实验表明基于FPGA的数字锁相放大器能够用于高精度在线激光气体探测系统中。     

瓦斯遥测关键技术现状与发展方向

介绍了基于可调谐半导体激光吸收光谱的瓦斯遥测关键技术——可调谐半导体激光技术、信号降噪技术、痕量气体检测技术的应用现状,指出了瓦斯遥测关键技术中存在可调谐半导体激光器性能不稳定、瓦斯遥测距离短、信号降噪效果较差、痕量气体检测误差大等问题,提出了研发高性能可调谐半导体激光器、研究非线性和非稳定性信号降噪算法、设计适用于井下的数字锁相放大器是瓦斯遥测关键技术的发展方向。     

基于TDLAS的矿用激光一氧化碳传感器的设计

目前煤矿普遍采用基于电化学测量原理的一氧化碳检测装置,为解决其在实际应用中存在的测量精度低、标校周期短、探头寿命短、易受背景气体干扰产生误报警等问题,文章设计了一种基于TDLAS的矿用激光一氧化碳检测系统;该系统采用更低功耗的垂直腔面发射激光器(VCSEL)替代DFB激光器,以ARM和FPGA为核心,实现了一氧化碳的实时准确测量;测试结果表明,该传感器的基本误差不大于测量值的2％,响应时间小于15 s,可靠性高,能有效解决电化学原理检测装置现存的问题,对提升煤矿安全监测的可靠性,减轻设备运维的工作量具有重要的现实意义.     

基于TDLAS技术的机载水汽密度测量仪

近年来,可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术发展迅速,在气体浓度检测领域被广泛应用。水汽密度的测量在高空气象业务中占有重要地位,但我国目前的高空气象业务基本依靠探空气球的数据开展,用这种方式测量水汽密度具有数据量少、数据不够新、成本高的缺点。在TDLAS技术的基础上,结合机载环境情况,实现了在机载环境下实时、准确、快速地测量水汽密度,为飞机在飞行过程中提供了实时的气象参考;为气象预报提供了更加丰富的气象数据;也为特定区域进行机载气象探测提供了参考。     

基于TDLAS的火力发电厂锅炉燃烧CO浓度检测系统设计与应用

为提升火力发电厂锅炉燃烧效率,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术和长调制光谱检测技术,设计锅炉炉膛燃烧CO在线检测系统,同时对系统误差进行了计算分析。结果表明：通过锁相放大器对探测到的激光信号进行调解,可以减小噪声对检测精度的影响;造成检测系统误差的主要因素包括初始激光强度、吸收光程、温度、二次谐波峰值、压强和调制电流幅度等6项,且误差分配结果依次为0.1 mW、4 mm、1 K、2 mV、0.05 atm和0.02 mA;通过蒙特卡洛方法对误差分配结果进行验证,结果显示系统极限误差仅为0.023%,满足检测精度要求;基于误差分析和分配结果,搭建实验平台,对10组浓度为2.5%的CO气体进行了检测,结果表明：CO浓度检测绝对误差为-0.01%～0.01%,均远小于0.025%的误差要求,表明本系统具备较高的检测精度。     

An astatic phase-locked system for digital signal processors: circuit design and stability

Block-circuits of phase-locked systems, which act as frequency synthesizers and misphasing correctors, for timing oscillators of digital signal processers are designed. The characteristic of the phase detector is determined with a timing pulse multiplier and a low-frequency filter. Astatic correctors are introduced. The global stability of the synthesized system is investigated by the Lyapunov direct method.Translated from Avtomatika i Telemekhanika, No. 3, 2005, pp. 11–19.Original Russian Text Copyright © 2005 by Leonov, Seledzhi.This paper was recommended for publication by A.V. Nazin, a member of the Editorial Board     

基于互感器的数字锁相环设计

针对传统锁相环精度差、速度慢等问题,利用互感器实现了一种基于预测电流无差拍方法的改进功率解耦控制的数字锁相环,很好地解决三相逆变器在并网运行时锁相问题。仿真分析和实验结果表明,该数字锁相环在电网频率发生变化时,能快速准确跟踪上电网电压相位,证实此方法在逆变器并网锁相时具有良好的效果。     

卫星多通道遥测选通电路抗串扰设计

卫星多通道遥测选通电路抗串扰设计方案优化了级联方式多路开关电路,可以解决第一级多路开关同时选通多路遥测造成的线间串扰问题。卫星多通道遥测选通电路抗串扰设计方案同时优化了模拟量遥测运放输出接口电路,可以通过匹配电阻减小模拟量遥测传输线间串扰电压。     

Fuzzy logic for digital phase-locked loop filter design

The problem of robust phase-locked loop design has attracted attention for many years, particularly since the advent of the global positioning system. This paper proposes and demonstrates the use of a fuzzy PLL to estimate the time-varying phase of a sinusoidal signal. It is shown via simulation results that fuzzy PLL's offer performance comparable to analytically derived PLL's (e.g. Kalman filters and H_∞ estimators) when the phase exhibits high dynamics and high noise. The fuzzy PLL rules are optimized using a gradient descent method and a genetic algorithm     

基于FPGA的压电陀螺数字化检测电路设计

针对压电微固体模态陀螺的信号采集与算法要求,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的兼具高精度高采样频率的陀螺数字检测系统.介绍了该系统的原理与实现方法.FPGA主控芯片选择XC6SLX25,ADC选择AD7960芯片(18 bit,5MSPS).经试验验证,制作的样机可以同时采集三路输出信号,并实时处理传给上位机显示.测得陀螺共振频率稳定在349.89 kHz,上下波动范围8Hz,参考端输出电压峰峰值的均方差为0.004 V.检测系统稳定,具有较高精度.研究的数字化检测电路能很好地应用于MEMS微陀螺检测信号的处理,提高MEMS微陀螺的稳定性和抗干扰性.     

数字电路虚拟实验系统中虚拟器件的设计

应用Simulink设计和封装"数字电路虚拟实验系统"所需的虚拟器件的一些方法和技巧。     

CMOS全集成低压低功耗锁相环设计概述

锁相环是现代电路系统尤其是通信系统中非常重要的一个部分,通常锁相环的性能指标很大程度上影响着整个系统的整体性能。随着人们对低压低功耗的需求日益增长,低压低功耗锁相环的研究也成为了非常热门的方向。总结了近年来在低压低功耗锁相环研究方向具有代表性的技术和解决方案。低压下电荷泵电路电流的匹配、低压低功耗的压控振荡器的实现以及低压下较快速度的分频器设计都成为低压低功耗锁相环设计必须要面对的难题。     

单片数字锁相倍频电路的设计与实现

采用AT89C2051单片机设计了一种单片锁相倍频电路,利用片内定时器和数字算法实现了对输入信号的同步锁相和倍频,并输出倍频信号.实验结果验证了设计的正确性.     

基于全数字锁相环的MFSK信号盲解调算法*

针对非协作通信下MFSK信号解调的问题,提出一种基于全数字锁相环的无须任何先验信息的盲解调算法。该算法首先应用较少的码元提取出码元速率,随后通过对锁相环输出的频率跟踪信号进行处理,实现符号同步、符号门限和进制估计,最后依据前面的估计结果对MFSK信号进行实时解调。该算法实用性强,易于在FPGA中实现。仿真实验表明,该算法具有较好的解调性能,当输入信噪比大于4 dB时,对2FSK、4FSK和8FSK的解调正确率都可以达到95%以上。