叠加型高压重频微秒脉冲电源研究

针对水污染领域的高压脉冲电源存在的输出脉冲质量差、输出脉冲不可调等问题,本文从脉冲电源主电路的整体结构和变压器磁芯优化2个方面进行改进。首先,结构上,前级Buck电路调节输出脉冲电压幅值,后级全桥逆变电路调节输出脉冲的频率和脉宽,由5个模块电路串联产生高压脉冲。其次,升压变压器选择高磁导率和高磁通密度的磁芯,保证输出脉冲质量。研制一台额定功率为3kW的样机,对电源进行单触发和重频试验。试验结果表明,该电源输出脉冲实现了频率、脉宽和电压幅值可调,满足设计指标。     

小管径超声波测压发射电路分析设计

超声波发射电路是超声测量系统的重要组成部分,直接影响系统的测量精度.在简单分析现有典型超声波发射电路的基础上,设计了基于电感的低功耗发射电路,通过模型分析推导出了电路产生的高压脉冲信号的表达式和模拟图型.实验表明调试后的电路可以产生幅值为668.6V、脉宽为2μs的高压脉冲信号,此信号能够有效激励超声换能器产生幅值为312.5V、脉宽为3μs的超声波.设计的电路可以广泛应用于小管径超声测压、测流、探伤中.     

基于FPGA的二维PSD信号处理系统设计

为实现对入射光斑位置坐标的精确测量,设计以FPGA为核心的二维PSD信号处理系统。针对窄脉冲激光照射下前置放大放电路,建立相应等效噪声模型,引入频率对电路输出电压噪声的影响得到提高电路分辨率措施。搭建自动增益控制电路,并结合FPGA给出的相应增益控制策略实现对幅值大动态范围变化的光电流合理放大。设计峰值脉冲检测电路实现窄脉冲信号峰值的准确测量,其测量误差小于3%。通过FPGA设计状态机实现A/D芯片模式配置和数据读取,并搭建相应坐标解算模块和串口模块,实现入射光斑坐标的解算与传输。实验表明该系统测量非线性度小于10μm,测量精度高。     

科氏质量流量计非线性幅值控制模拟电路研究

科氏质量流量计的起振时间限制其使用范围,而起振时间的长短关键在于驱动电路。现阶段科氏质量流量计模拟驱动电路存在起振速度慢、驱动信号幅值不稳定等问题。针对其问题,改进模拟驱动电路,采用集成芯片组成自动增益电路,输出幅值稳定信号,并创新性加入变电压信号控制电路,即对驱动信号进行非线性幅值控制,使流量计驱动信号随传感器输出信号增大而减小,达到使流量计快速稳幅起振。通过对所研发试验级驱动电路进行仿真分析与实际测试,结果表明:该驱动电路驱动信号稳定且起振速度比现阶段模拟驱动电路起振速度更快,抗干扰能力更强。     

基于多通道电刺激的食管起搏系统研究

针对研究功能性电刺激治疗贲门失弛缓症的需求,设计了一种基于多通道电刺激的食管起搏系统.系统以低功耗单片机MSP430为核心处理器,通过对前端脉冲发生信号的处理,控制低功率压控精密恒流电路,采用软件精确延时等技术实现了刺激脉冲的生成、多通道顺序输出、脉冲参数可调等功能.组织5名受试者参加了吞咽信号采集与处理实验.结果显示,系统可以100%检测到受试者吞咽引起的电压变化.将经采集处理后的电压变化值作为比较电路的阈值参数,进一步生成有效的脉冲发生信号.并且利用高精度示波器和万用表对系统生成的刺激脉冲的强度、频率、脉宽3种性能指标进行测试,对所有数据进行误差计算和分析.数据表明,实际测量值与理论值相对误差均小于2.5%,验证了设计原理的正确性和系统的可行性.     

一种空间行波管用宽脉宽调制器

介绍了一种为行波管设计的宽脉宽固态浮动板调制器。利用RC网络实现脉冲延时,防止脉冲重叠;利用单稳态触发器将脉冲信号转换成脉冲串,解决了宽脉宽在隔离脉冲变压器上传输困难的问题;利用MOSFET极间电容充电延时特性,构建脉冲恢复电路,解决了变压器频繁通断电容易导致变压器损坏的问题。最后,完成了本设计电路制作和测试,验证了设计方案的可行性。     

高频动态校准系统的自校准模板设计方法研究

本文对数据采集系统的内装式自校准模板的设计、开发进行了研究.自校准模板采用ARM9和高速、高准确度DAC发生动态校准信号,高稳定度电压基准发生静态校准信号.模板上的高精密12档衰减器实现了对信号幅值的设置,可程控8档截频滤波器根据动态校准信号的频率对DAC产生的动态模拟信号进行滤波.论述了自校准模板静态电压基准电路、衰减器及数模转换电路的设计.采用ARM9和C语言开发了完善的通信模块、参数设置模块、功能实现模块及上位机与模板的通信协议模块等.通过设计、制作和调试,实现了幅值满度为+10V及频率为100 kHz动态校准信号的发生.     

多任务水下探测系统发射机设计

通过对水下探测系统发射机原理及指标要求分析,设计了一种新型的发射机电路.发射机电路由脉冲信号产生电路、带通滤波器、功率放大器组成.脉冲信号采用单片机产生,周期、脉宽及填充频率均可编程控制.试验结果显示,电路达到了指标要求.     

FPGA超声相控阵高压发射精确延时设计

针对超声相控阵高压发射精确延时的关键技术,利用普通电压升压产生高压脉冲(负脉冲)发射,设计一种高压发射电路的精确延时电路.通过分析二极管高压钳位、相控阵发射聚焦、高压发射模块电路原理,应用FPGA软件聚焦方式改善发射电压、聚焦延时、上升脉冲等性能指标.FPGA仿真结果表明:钳位电路可对幅值为-100V的原始发射信号进行稳定钳位,发射脉冲上升时间＜10ns,可明显改善发射信号的精确性和准确度.     

基于光器件调制的高增益射频放大电路研究

该设计实现了0～6 GHz频率范围内增益可调的高摆幅电光调制驱动电路,用于铌酸锂相位调制器和强度调制器的信号调制。该电路可将各种编码方式的高速串行随机数放大到10 V峰峰值电压。此外,该电路还支持程控调节输出摆幅功能,可根据需要实时调节输出信号的大小,非常适用于高速光纤通信系统、量子通信等领域。该电路具有高带宽、高摆幅、低噪声、高稳定性、高可靠性、使用方便、低成本等特点,有利于设备的量产化。     

一种转移脉冲宽度可调的CCD驱动电路

本文以TCD132D线阵CCD为例,介绍了一种用循环计数器和拨码开关共同作用改变CCD转移脉冲的CCD驱动电路。该电路结构简单,工作可靠,调整方便。     

Pre-charging of module capacitors of MMC when the module switches are driven by a source derived from the module capacitor

A modular multilevel converter (MMC) is one of the latest multilevel converters used for high and medium-voltage power conversion. It is based on cascade connection of multiple identical modules using IGBTs as switching devices. Module switches of MMC are preferably driven by a source derived from the module capacitor. In each MMC module, the control circuit, consisting of gate drivers, is powered from a dc supply derived from the local capacitor. The module capacitors need to be pre-charged, to power the control circuit. The problem faced while doing so experimentally for MMC with two modules per arm and a solution have been reported earlier. If a fly-back converter is used to generate the power supply for driving the control circuit, the module capacitor voltages become unstable during uncontrolled pre-charging. It has been reported earlier that the reason for this is approximately constant power load on the module capacitor. This work provides theoretical understanding of the problem and shows by analysis that the power supply can be made stable if the load on the module capacitor is made a positive resistance load. As the complexity of MMC with more than two modules per arm is higher, the phenomenon is studied by simulation for MMC with four modules per arm. It shows that when a fly-back converter is used for generating the power supply, similar instability occurs in MMC with four modules per arm. It shows that when the module capacitor is made to have a load with positive resistance characteristics, the module capacitor voltages and consequently the power supplies stabilize even for MMC with four modules per arm. It further shows that even if the load on the module capacitor is negative resistance type, when fly-back converter is used to generate the module power supply, by switching devices in those modules where power supply becomes available first, followed by sorting algorithm, stable power supplies can be developed on all the modules and the capacitors can be fully charged to the desired voltage.     

某装备电路模块故障诊断研究

目的：研制某装备的智能化检测仪器,方法：利用“黑盒子”原理,分析了装备的电路模块输入输出信号特征,提出了电路模块故障诊断方法。结果：部分试验结果表明此方法有效,可行,结论：该方法对研究具有模块结构的其它电子设备故障诊断具有一定意义。     

Modulating and driving system for the application of microelectromechanical system infrared source array

A problem demanding to be solved in the development of microelectromechanical system (MEMS) IR source array has been the driving circuit and system. A method that can achieve the requirements of high driving power, high output efficiency, high voltage precision, voltage compensation, and deep frequency modulation for driving and modulating a MEMS IR source array was proposed. A liner DC steady voltage integrated circuit ADP3336 is used to drive the source array directly with a programmable compensation module ensuring the precision of radiation peak wavelength. And a FPGA as the control core of the system modulates the frequency and width of the driving pulse to control the array coding pattern. The engineering value of the system would be increased with the application of the MEMS IR source.     

石英陀螺闭环自激驱动电路(英文)

为使石英陀螺满足高性能、小型化和集成化需求,设计石英陀螺专用集成电路接口芯片势在必行.本文通过分析石英陀螺表头的机电特性,得出方波驱动方式是系统性能和复杂程度的折衷.据此设计了一种闭环自激驱动电路.该电路与石英结构形成反馈环路,从而实现陀螺的自激驱动,并通过自动增益控制电路实现幅值稳定.该电路已用0.5μm CMOS工艺实现,测试结果表明该电路可以实现稳幅稳频的驱动,幅值稳定度0.01%.集成该驱动电路的石英陀螺系统达到战术级性能.     

基于FPGA的数字化中频磁控溅射电源设计

介绍了一种全数字控制的中频磁控溅射电源设计.主电路前级采用直流斩波调压,后级采用全桥逆变的电路结构.控制电路由现场可编程门阵列(FPGA)计算产生高分辨率的数字脉宽调制信号(DPWM)实现.电源工作于恒流模式,通过PID算法调节Buck斩波电路的驱动DPWM来实现闭环控制.全桥逆变电路的驱动信号由FPGA计算产生,通过按键可设置驱动的DPWM,输出所需的固定频率和占空比的矩形波.对于靶面微打弧和强打弧,FPGA采取不同的保护措施.最后制作了5kW的样机进行验证,实验证明,方法可行,具有好的应用前景.     

微光 CCD 图像传感器驱动电路设计

目的 制作适于ISD029型CCD图像传感器的驱动电路。方法 分析CCD图像传感器的工作原理及特点,设计相应的驱动电路。结果 该电路能有效地驱动CCD图像传感器。结论 实验结果表明：用此驱动电路及图像传感器可以作为相应CCD相机的核心单元。     

瓦楞纸板横切机速度控制系统设计

目的提高瓦楞纸板横切机速度跟踪精度,减小其剪切误差。方法基于模糊控制设计一个速度控制系统。介绍横切机的工作原理。针对其速度跟踪控制,阐述具体的控制算法。基于模糊控制设计一种速度跟踪控制器,以解决其非线性、数学模型不精确等问题,主要包括模糊化、隶属度函数、模糊规则等。以DSP为核心,搭建实验平台。同时详细阐述硬件电路结构,包括IPM模块、驱动隔离电路、速度和位置检测电路等。结果实验结果表明,即使存在干扰,控制系统仍可以在很短的时间内完成速度响应。同步区速度偏差较小、跟踪精度高。结论所述控制系统能够提高剪切效率、降低剪切误差,满足横切机的设计要求。     

柑橘类水果采摘机器的设计与研究

目的 设计并制作一款柑橘类水果采摘机器,对柑橘等水果进行采摘和装箱。方法 对整机的机械和控制部分进行设计,机械部分包括末端执行器、机械臂、移动平台、上升机构、存储机构和运输机构;控制部分基于OpenMV系统对指定颜色的柑橘进行扫描,通过串口通信将坐标值传输给STM32单片机,基于STM32单片机对各模块进行控制,利用Altium Designer软件对各模块的控制电路图进行设计与仿真。结果 制作出实物样机且在果园试验成功,采摘1次的平均时间为5.4 s,采摘的最大高度是1.85 m。结论 该机器能够完成对柑橘识别、采摘、分拣和装箱一体化功能,满足使用要求。