SAW 无线传感器的高精度信息提取及硬件实现

在无线声表面波传感器系统中,由于模拟正交解调电路调整等方面I、Q两通道间幅度一致性和两路本振信号不完全正交,或双路A／D特性不一致,而使在传感器信息提取时相位检测误差较高,为高精度提取SAW传感器信息,提高传感器的测量精度和灵敏度,本文利用中频采样,使得A／D变换的采样通道数由传统模拟式I、Q检波时的双通道变为中频直接采样的单通道,并在数字域中利用Hilbert法对信号进行正交检波,从而提高了相位检测精度,此外,给出了系统的硬件实现。     

基于矢量调制的多因子误差补偿方法研究

自动平衡电桥是阻抗分析仪的核心。在高频段,由于分布参数的影响,矢量合成的正交信号源不能保证严格的正交,使电桥无法达到平衡,高频测量性能普遍较差,限制了自动平衡电桥的应用。为此,建立了一种基于矢量调制的多因子误差自动补偿方法。在误差电压经过矢量检波得到两路正交信号后,通过多个补偿因子调节两路正交信号的幅度与相位,得到两路标准正交信号,使电桥达到平衡,从而适用于高频测量。运用该方法设计的自动平衡电桥电路,工作频率范围拓宽为20 Hz~20 MHz。该方法应用到阻抗分析仪时,以Agilent标准电阻及标准电容作为被测件(DUT),在20 Hz~2 MHz内测量精度为0. 2%,在2~20 MHz内测量精度达到0. 87%。该方法解决了传动自动平衡电桥在高频段无法平衡的问题,在保证测量精度的同时,拓宽了测量频率范围,能够满足市场的需求。     

多波形射频功率测量技术

功率检波是测量射频信号功率的常用手段之一,采用对数检波的方式对某平台的多种射频信号进行功率测量,满足复杂条件下的装备地面检测和检修的需求。分析了对数检波的工作原理,对3种检波器进行了性能比较,并以对数检波器为基础进行了系统论证、电路设计和软件设计,分析了误差的来源,并对误差进行了校准,通过试验验证了设计的有效性。多波形检测时,不同的调制波形会产生不同的检波信号,需要进行相应的处理。校准是保证测量精度的必要手段,也是设备的软硬件设计和调试重点,通过标准信号源以频率、功率、波形和温度为参数进行组合校准。设备可在-40~65 ℃的环境温度下达到±2 dB的测量精度,具有环境适应性强、测试精度高的特点。     

调幅式电容位移传感器开关检波电路设计

针对调幅式电容位移传感器乘法器检波存在的速度慢、功耗大和热噪声大问题,设计了一种基于模拟开关的全波检波电路.首先,对开关全波检波和开关半波检波原理进行分析,根据分析结果选择了全波检波方法.在此基础上,完成开关全波检波电路设计与测量系统其它部分设计.最后,利用八位半数字表3458A对检波电路与测量系统性能指标进行测试.测试结果表明:检波电路可以实现0.1mV的分辨率,测量系统在150 ～650 μm范围内分辨率达30 nm,系统示值稳定性0.1mV/30 min,电容测量系统最大测量偏差为20 nm.该测量系统满足电容测微系统稳定性好、准确性高的要求.     

基于FPGA的数字B超检波器设计与实现

数字检波器是B超诊断系统中信号处理的重要组成部件,它从超声回波信号中解调出人体组织反馈的幅度信息,检波方法的选择与实现效果直接影响原始超声图像质量;为满足数字B超诊断系统开发中成像的要求,根据人体超声回波信号的特点,采用数字正交检波技术完成超声回波幅度解调,并将该检波技术在FPGA中实现;结果表明,该方法的设计与实现效果在图像的横、纵向分辨率等性能参数均大幅度优于国家指标要求。     

预置旋转正交坐标系测量精度分布解析

预置旋转正交坐标系在姿态测量时可增强原始信号幅度,较大地提高了姿态测量的总体精度.通过解算传感器三轴相对误差公式的方法,对预置旋转正交坐标系测量精度分布进行深入分析,研究了预置旋转正交坐标系姿态测量各区域的精度分布特征.图例表明,三轴相对误差在大角度井斜均存在极值点,并且三轴传感器输出相对误差随井斜和工具面角变化而变化.在小角度姿态测量时利用预置旋转的正交坐标系是比较理想的.     

采用数字混频技术的RLC测量仪设计

首先介绍了用伏安法测量电阻、电容和电感参数的原理。根据用自由轴法分离出矢量电压的实部和虚部的原理,提出了使用数字混频技术替代传统相敏检波实现测量的思路,并给出了具体的实现方法。该方法可简化电路结构,提高系统稳定性和测量精度,具有很高的实用价值。     

基于共轭次梯度法的非理想正交三轴磁传感器的修正

磁测量中三轴磁传感器的三轴不可能绝对正交，这使得高分辨率测量受到限制。本文提出了一种可以不考虑实时性的对非正交参数修正的方法，构造了目标函数，并根据传统的共轭梯度法构造了共轭次梯度法用于寻找最优非正交参数，仿真结果表明这种方法可以稳定收敛并可以达到较高的精度。     

基于相敏检波原理的LCR测试系统研究

该系统能够对电感、电容和电阻进行识别和参数测量。基于相敏检波原理、自由轴法确定相位参考基准,获得被测信号在正交坐标轴上的投影值,依据各轴上的投影值计算出被测元件的参数值。系统采用C51核微控制器作为核心控制器,配合外围测试电路,实现了参数的测量和处理。实验表明,该系统具有精度高,测量方便等特点。     

同步检波在鱼雷电磁引信中的应用及仿真研究

对鱼雷电磁引信的接收信号进行同步检波处理是识别引信目标信号的包络、频率和相位参数的重要手段,当前的研究方法,因频域检波等方法提取的包络粗糙,且频率和相位识别精度低。为提高识别精度,建立了鱼雷电磁引信的目标信号模型,分析了乘积型和平衡叠加型两种同步检波技术的原理,用Matlab/Simulink仿真环境进行了仿真研究,得到了不同相差和频差条件下的同步检波输出信号,并通过对平衡叠加型同步检波器的一组实验数据进行最小二乘拟合处理,还得到频率特性曲线。上述仿真结果表明,同步检波技术可精确提取鱼雷电磁引信目标信号的包络参数,且频率和相位识别精度高。