采集系统中光电信号调理电路的噪声分析

在用数据采集卡对传感器输出信号进行采集的过程中,往往需要先对传感器输出的信号进行放大、滤波、A/D转换等一系列信号调理过程.信号调理电路的噪声直接影响整个检测电路的检测水平,为此,根据光纤电压互感器中光电信号检测的实例,说明了信号调理电路的噪声分析与抑制措施,为以后信号检测精度的提高提供了依据.     

DSP在科氏质量流量计中的应用

介绍了将DSP用于科氏质量流量计信号处理、解算的全新的设计思路.利用高速并行A/D将信号完整取样,借助DSP芯片的较强运算能力对信号进行深入地分析与处理,精确计算两路信号的相位差,进而解算出流体的质量流量和密度,辅以单片机实现系统的控制与显示.文中给出了系统的硬件电路结构和关键软件的设计流程.实验结果表明:该系统有效提高了系统的零点稳定性和测量精度,缩短了系统的响应时间.     

MEMS石英振梁高增益谐振电路的设计与分析

介绍了一种基于新型高阻抗QVBA的高增益谐振电路设计和谐振电路的分析测试实验。利用阻抗分析仪4294A测得石英振梁的等效参数,对石英振梁的电气特性进行分析,发现高阻抗石英振梁起振比普通晶振需要更高增益。基于双门振荡电路,利用运算放大器在开环系统中具有无限增益的理论,提高谐振电路的驱动能力。同时采用谐波抑制网络,指出谐波抑制网络可以抑制无用的频率避免传感器输出信号出现泛音频率,并提高谐振电路的稳频速度。考虑电噪声对输出波形质量的影响,在电路的输入部分采用滤波电容,并在电路的输出部分采用反向器整形,使电路输出标准的方波信号。最后利用安捷伦DSO5012A型号示波器和频率计对高增益谐振电路和石英振梁组成的谐振系统进行测试,测试结果表明本文设计的谐振电路与石英振梁组成的谐振系统可以输出标准的方波信号,输出频率精度达到10-5 kHz,在振动稳定以后频率变化小于0.1 Hz,无泛音频率出现,对研究高精度MEMS加速度计传感器具有重要意义。     

差压式涡街质量流量计信号处理系统的研制

差压式涡街质量流量计是一种新型的质量流量测量装置,通过测量旋涡发生体上下游管壁处的差压,同时获取涡街频率信号和压力损失信号.为了将差压中这两路信号分离并准确测量其值,研制了采用程控放大、自适应滤波技术及FFT算法的信号处理系统.实验结果表明,该信号处理系统能够准确地从差压式涡街质量流量计输出信号中测得管内流体的质量流量值,同时改善了装置的抗干扰能力和通用性,提高了涡街频率测量的准确度,并且具有结构简单、成本低、适用性广等优点.     

基于ARM的振动传感器幅频特性测试系统研究

设计了以ARM微处理器为核心的中央控制处理单元,以完成振动传感器幅频特性测试的系统.利用ARM上集成的数字模拟转换电路(D/A)的输出通道1产生频率可调的等幅正弦信号,输出通道2对可变增益运放电路进行控制,使得振动传感器输出信号幅度在系统工作范围内,采用模拟数字转换电路(A/D)将振动传感器输出的信号整周期采样,对信号...     

基于Matlab的涡街流量计小波去噪研究

应力式涡街流量计采用压电传感器,其输出的电荷信号不仅幅值极小,而且常受噪声影响,尤其是低流速情况下,噪声信号甚至能覆盖流量信号,使得信噪比很低,低流速时涡街信号处理成为研究难题。小波分析法是一种新兴的信号处理技术,通过将不同频率成分分解到多个不同频带上,能有效的解决信噪分离、信号滤波和特征提取等问题。应用小波阈值去噪法,在Matlab中对不同频率的涡街信号进行了仿真研究,得出当涡街信号的频率为5Hz到30Hz、采样频率为1k Hz时,可以在四至六这三层的小波分解频段中选择最佳分解尺度。并从处理结果来看,该方法有效的去除了由无规律振动引起的噪声,同时随着涡街信号频率的增强,去噪效果越来越好。     

气体传感器阵列信号调理电路

一种针对气体传感器阵列中气体传感器信号调理的电路，该电路包括传感器信号程控放大电路和滤波电路。其特征是放大电路采用程控多路开关和运算放大器的组合而成的程控放大，对不同的传感器信号，通过计算机统一控制程控开关，选择不同的通路调节信号放大的倍数；通过在运算放大器输入输出端添加电容防止高频干扰，并在运算放大器的输出端加滤波电路对信号进行滤波，以提高传感器检测精度。     

基于SVD的涡街流量计信号处理方法

针对涡街信号处理中振动干扰及噪声信号难以分离的问题,提出一种基于奇异值分解(SVD)的信号处理方法。在获取涡街传感器输出的两路差分信号的基础上,利用噪声系数对两路信号进行合成,并采用SVD对信号的主要频率成分进行分解。通过对涡街信号幅频关系的分析,将有效信号分量从分解出来的频率成分中提取出来,进而计算出信号的频率。测试结果表明利用SVD可以有效提取信号中的主要频率成分,滤除杂乱噪声及振动干扰信号,提高涡街流量计信号处理的准确度与抗干扰性。     

一种基于MUSIC算法的涡街信号处理方法

针对涡街流量计易受管道振动和流场扰动引起噪声干扰的问题,提出了一种基于MUSIC算法的涡街信号处理方法.介绍了涡街流量计的测量原理,建立了噪声环境下的涡街信号模型,并阐述了MUSIC算法的基本原理,在此基础上,分别对多种噪声环境下的涡街信号进行仿真研究.仿真结果表明:所提的涡街信号处理方法能有效地抑制噪声,高精度地分辨频率点,对改善涡街流量计的性能有良好的效果.     

基于AD7715模数转换器的小信号采集系统

在压力测试中,为了对气压或者液压进行准确的测量,通常利用扩散硅压力传感器作为测量转换器件,通过对其输出微弱的模拟信号进行分析,设计出相应的信号处理电路。该文使用轨到轨运算放大芯片OPA4188AIDBV设计小信号前置放大电路,使用芯片OPA188AIDBV设计后级滤波电路,通过两级处理对小信号进行放大滤波,同时通过A/D转换器AD7715对放大后的信号进行采集并被送至单片机。实验结果证明,压力传感器的稳定性可达到0.002%FS。     

一种基于DSP和采样ADC的数字锁定放大器

探讨了用ＤＳＰ（数字信号处理器）和采样ＡＤＣ（模数转换器）实现数字锁定放大器的一种方法。在整数个周期内对被测信号进行采样得到信号序列,由数字运算得到参考序列,通过计算信号序列和参考序列的互相关函数就可实现数字相敏检测。文中还对数字相敏检测的频率的频率特性进行了分析。最后,给出了实际设计的数字锁定放大器,它的工作频率范围是１０Ｈｚ～３０ｋＨｚ,实验结果表明,可以用它来测量低信噪比的信号。     

高精度电容式MEMS加速度计系统设计

在传统Σ-Δ架构基础上,引入了低精度高速模/数转换器(ADC),将前置放大器输出的模拟电压信号转换为数字信号,有利于简化电容式微电子机械系统(MEMS)加速度计系统模拟接口电路设计.在嵌入ADC的MEMS加速度系统中,采用过采样平均数字算法对信号进行估计,有效降低系统对前置放大器噪声性能的需求,利于实现低功耗和高精度的设计目标.仿真结果表明:与未采用过采样平均技术相比,当前置放大器输出等效噪声大于1μV/Hz时,系统的信噪比(SNR)提高了约10dB.     

基于TDC-GP22的超声波渡越时间测量方法研究

介绍了采用TDC-GP22用于超声波气体流量计信号接收和渡越时间(TOF)检测的实现方法。针对超声波信号接收电路,设计了带通滤波放大电路进行噪声抑制和放大处理,采用高速模数转换器(ADC)和数字电位器设计了增益控制电路,实现了对超声波接收信号的自动增益控制(AGC);针对超声波渡越时间检测,设计了阈值比较电路和高精度TDC-GP22时间检测电路。利用噪声阈值门限对TDC-GP22进行动态使能,避免了噪声引起的误检测。在音速喷嘴气体流量标准装置上进行了流量标定试验,试验结果证明了本测量系统具有良好的测量精度和测量稳定性。     

基于DSP的光纤气体传感器信号处理技术

针对以往光纤气体传感器模拟信号处理电路的不足,基于DSP芯片TMS320F2812设计并实现了一种嵌入式光纤气体传感器信号处理系统;重点描述了硬件实现方法及其软件开发,其硬件主要由接口电路、高精度运放器OPA139P,32位高性能定点DSP(数字信号处理器)TMS320F2812和D/A转换芯片DAC7625组成;软件部分的主要功能是产生交流信号,完成两路输入信号滤波,相敏检波,相除、线性化处理等工作.     

一种基于DDS的简易便携式扫频仪设计

本设计是以STC89C52单片机作为主控芯片,控制一片高速DDS数字频率合成器AD9850,产生两路相正交的扫频信号并实现闭环稳幅,通过D/A和A/D转换器等接口电路,实现扫频信号频率的步进调整、数字显示等.本设计克服了传统模拟扫频仪的缺点,针对目前中低频段的扫频仪比较少的现状,具有很大的应用前景.     

涡街流量计输入电路的设计

针对涡街流量计中频谱分析功能对被处理信号的要求，采用跨导放大器与８Ｘ９６系单片机的软，硬件相组合，设计了具有适应涡街流量特点的具有自动控制增益功能的输入 电路。     

数字锁相放大器在大气透射仪中的应用研究

为了提高大气透射仪的测量动态范围、测量精度及稳定性,用FPGA设计了双相数字锁相放大器,并结合低噪声运算放大器、低误差可编程增益放大器、高精度模数转换器,实现了大动态范围、高精度、超稳定的信号采集模块。测试表明该设计满足了大气透射仪在气象能见度小于50 m时μV级别信号的探测能力以及高气象能见度时精确、稳定测量的要求。     

基于小波分析的涡街信号去噪算法在DSP中的实现

以数字信号处理器(DSP)为开发平台,将小波变换应用于涡街流量计,采用小波阈值去噪对涡街流量计信号进行处理,并提出了一种改进的小波阈值选取方法.实验结果表明该算法对涡街信号提取和噪声去除效果良好,可扩大量程范围,提高涡街流量计的测量精度.而且,DSP的应用又保证了实时性.     

光幕测速法中微弱光信号的分析与检测

构建了弹丸通过光幕的几何模型,提出了用于检测微弱光信号的边沿提取法,设计了由预处理电路、级联滤波放大电路和整流电路三部分组成的模拟电路,通过滤波的方式可有效滤除自然光和蚊虫噪声的干扰,实现微弱信号提取。该方法还可有效克服弹丸属性对测量的影响,增强检测系统的适应性。仿真实验表明,电路可以有效提取放大微弱的光信号,信噪比达到20 dB以上,满足探测的要求。