浊度在线检测设计与测试

采用880nm的近红外透射法检测水样浊度,对硬件电路中前置采样放大电路、A/D转换电路、单片机电路和数据传输电路进行设计.对信号进行采集和分析,并对设计方案进行了测试.     

近红外光谱仪InGaAs前端电路系统研究

针对基于MEMS微镜的长波近红外光谱仪的具体参数要求,分析了InGaAs探测器的前端光电转换放大系统的设计原理和方法,设计并实现了该系统。系统主要由前置放大电路、Sallen-Key电路以及温控电路组成。仿真与实验结果表明:系统将光信号成功放大,且增益与带宽满足光谱仪要求,其中温控精度±0. 1℃,降低了暗电流的影响,提高了探测效率。研究工作涉及的原理与方法,对InGaAs探测器高灵敏、低噪声、低成本的光电转换与放大的实现具有指导与借鉴作用。     

ZDJ1PB-2型近红外光谱仪样品加热控制器的研制

本文首先介绍ZDJ1PB-2型近红外光谱仪的设计原理及应用,然后详细描述了其辅助设备——样品加热控制器的设计原理。该加热器的核心部件是C8051F206型单片机、外围电路及控制算法。还用到了PT100型温度传感器,由AD9243进行A/D转换,单片机读取后经控制算法,使加热器能保持很好的恒温效果,响应速度快,超调小,稳态误差小,满足设计的初始要求。     

微小信号采集电路的设计与研究

介绍微小信号采集电路的硬件、软件设计和工作原理,将采集到的微小信号放大后进行A/D转换,并通过串行通信方式传送到上位机,以便对信号进行分析处理。经对所制作微小信号采集电路的试验测试,测试结果显示,采集电路性能满足设计要求。     

基于PCI总线的交流放大采集卡

本文介绍的基于PCI总线的交流放大采集卡,将应变式传感器供桥驱动电路,前置放大电路,相敏调制解调电路,A/D转换电路,译码、串并行转换逻辑电路,PCI接口电路等高度集成,融为一体。通过它可直接将应变式负荷、变形传感器及差动变压器输出的信号,采集到计算机中进行数据处理。从而,扩展和补充了通用A/D卡所具备的功能。     

光栅型高速扫描近红外光谱仪的研发

针对现有光栅型光谱仪无法同时达到高速与高精度要求的问题,提出了一种采用齿轮传动结构代替传统丝杆传动结构的波长扫描方案,研制了光栅型高速扫描近红外光谱仪。下位机采用STM32微处理器作为主控芯片,实现了步进电机驱动控制、A/D转换控制、与上位机通讯等功能,设计了光电转换电路、信号调理电路及探测器制冷控制电路;在上位机软件中实现了光谱数据的采集、处理以及图形化显示等功能。对样机进行了性能实验并分析。试验结果表明:该仪器光谱扫描速度达到240nm/s,光谱分辨率6nm,光谱范围为1000nm～2500nm,波长准确性,基线稳定性0.0005A/h,主要性能参数达到国家标准。     

数字式自动增益放大电路

在数字信号采集系统中,A/D转换器对输入的模拟信号电压有一定的限制.为使输入信号不受这一限制,设计了一种数字式自动增益放大电路,该电路采用数字电位器取代放大器的反馈电阻,单片机根据放大器输出电压自动调整数字电位器的阻值来调节放大器增益,使输出电压始终维持在所设定的上下限电压之间.在实验室做了性能测试实验,结果表明:设计的自动增益放大电路性能稳定可靠,输出电压能够满足A/D转换器件的电压转换要求.     

用于闪电瞬态电场测量的高速采集系统设计

利用A/D转换芯片AD9057和基于Pockels效应的闪电电场传感器设计了一个闪电瞬态电场测量的高速采集系统,给出了高速采集系统的硬件电路和软件程序设计流程图。该系统主要包括:闪电电场传感、高速A/D转换、数据存储、数据处理。通过对闪电电场高速采集系统的硬件和软件设计,解决了数据采集过程中存在的高速A/D转换的速度与低速智能管理的速度不匹配问题,实现了带宽为0~10MHz的闪电瞬态电场信号采集。     

非分光红外瓦斯检测仪的研究

介绍了非分光红外瓦斯气体分析系统的组成与原理,分析了非分光红外瓦斯气体分析系统的放大电路、A／D转换电路和实验数据。     

基于STM32和AD7791实现电子秤设计

本设计以STM32单片机和AD7791实现电子秤的设计。设计采用电阻式应变片组成应变电桥的称重传感器采集重量的电压信号,采用两个零漂移放大器ADA4528组成了前端差分放大电路,设计采用了差分滤波器和共模滤波器,有效抑制了进入模数转换模块AD7791中的噪声,STM32通过SPI接口控制AD7791进行数据A/D转换,读取和数据处理,在LCD显示屏显示测量结果。经过实际测试,称重传感器测量范围在1g～6KG之间,测量范围在10g内时测量误差能达到0.2g之内。     

一种应用于毫米波商用数字通信系统的高性能收发芯片

一种高性能的Ｑ波段单片ＨＥＭＴ收发芯片已改进用于毫米波商用数字无线电系统。这种高度紧凑的收发芯片由低噪声放大器、带检波器的功放、带肝冲放大器的压控振荡器、混频器和谐波混频器组成。这一芯片已被证明具有高成品率,从而使其具有较高的商业应用价值。     

Application of a specific integrated circuit for readout and analog processing of signals from silicon multiplier arrays

A multichannel integrated circuit intended for readout and analog preprocessing of signals from multielement photodetectors has been designed and evaluated. It is optimized for use with silicon photomultiplier arrays. The chip includes current-signal and voltage-signal processing channels. Except for the front end, all of the channels are identical. Each of them contains a code-controlled current amplifier, an integrator, two digitally controlled variable gain amplifiers, a filter, a peak detector, an output buffer with a level shifter, an amplitude discriminator, two timers, and a control unit. The device is configured and tuned by uploading data via a serial interface. The chip is part of a chipset that also includes a multichannel analog-todigital converter with a buffer memory and voltage reference. This chipset makes it possible to build a fullfeatured multielement photodetector signal-processing system, as well as signal processing systems for multichannel detectors of other types. The integrated circuit is implemented in the 0.35 μm CMOS process. This paper also describes the features of the circuits of the device, analyzes the parameters of several of its basic units, and discusses the test results.     

面阵CCD芯片KAI-1010M的高速驱动系统设计(最终版）

CCD芯片的驱动系统是空间数字测绘相机的核心部分之一,它关系到整个相机的性能和技术指标。简要介绍了行间转移面阵CCD芯片KAI-1010M的内部结构和驱动时序,采用新方法和低成本器件设计了该CCD芯片的驱动电路,把电源和电机控制的脉冲宽度调制技术引入到CCD驱动电路,采用超高速运放驱动高速负压信号以减小其上升、下降沿时间,达到高速低成本驱动要求,解决了驱动设计中的技术难点。实验结果表明：此CCD驱动系统采用低成本的器件设计,具有性能好,成本低,能够同时输出两路CCD电压信号,数据输出速率达15 frame/s,满足空间测绘相机系统的设计要求。若进一步改进电路,数据输出速率可达27 frame/ s。     

Impedance frequency characterization of a vibrating wire viscosity sensor with multiharmonic signals

This paper presents a method to estimate the impedance frequency response of a vibrating wire viscosity sensor. The method is based on the application of a multiharmonic signal to the measurement circuit, which includes the sensor. The signal is composed by the harmonics that correspond to the frequencies at which the sensor’s impedance is to be estimated. The impedance is determined using least-squares (LS) multiharmonic fitting algorithms to obtain the amplitudes and phases of the harmonics of the impedance current and voltage. The stimulus generation, measurement and estimation procedure is performed by a dedicated developed measurement system. It includes a digital signal processor (DSP) to perform all the calculations, control the programmable gain instrumentation amplifiers (PGIAs) and communicate with the analog-to-digital converters (ADCs). The PGIAs and ADCs, respectively, amplify and acquire the signals across the sensor and a reference impedance which is used to limit and sample the current flowing through the wire of the sensor. An auxiliary processor connected to a digital-to-analog converter manages the stimulus generation. The system is connected by USB to a personal computer (PC) where the measurement results can be stored, interpreted and further processed.     

基于SR7265硬件的虚拟锁相放大器、频谱仪、阻抗计和半导体参数分析仪

锁相放大器是用来测量微弱信号的专用仪器.即使噪音上千倍于被测信号,通过锁相放大器,也能得到精确结果.随着数字信号处理技术在仪器中的应用,可编程仪器变得越来越灵活.结合虚拟仪器的技术,论文通过对SR7265的硬件重新编程,在同一个硬件上实现了虚拟锁相放大器、虚拟频谱仪、虚拟阻抗计和虚拟半导体参数分析仪等等功能.本虚拟仪器采用了4层的逻辑结构.同样的功能也在一个FPGA板上成功地部署.     

通用型光栅信号处理系统的研制

为了实现基于光栅传感器的位移测量,设计了一种通用光栅信号处理系统。无论光栅尺的输出是方波信号还是正弦波信号,处理系统均可识别并处理。运用FPGA芯片对光栅信号进行四倍频细分、辨向以及可逆计数。计数得到光栅扫描测头的位移数据经由DSP预处理,然后通过ISA或串口传到上位机,并由液晶显示位移结果。实现了对光栅信号的测量处理过程,同时通用性得到了提高。     

基于DDS的现场校验仪变频功率源研究

为满足互感器现场检定系统的需要,设计并实现了一种程控变频功率源,该功率源以FPGA芯片为核心,采用直接频率合成技术(DDS)产生频率可调的正弦波信号,其输出频率范围为1~200 Hz,精度优于0.05 Hz;功率放大电路部分采用甲乙类双电源互补对称功率放大电路,实现较大的输出容量和高的线性度。     

高分辨率CCD芯片FTF4052M的驱动系统设计

CCD芯片的驱动系统是数字航测相机的核心部分,它关系到整个相机的性能和技术指标。介绍了高分辨率全帧CCD芯片FTF4052M的内部结构和驱动时序,采用集成芯片设计了该CCD芯片的驱动电路并应用于数字航测相机系统,其中包括驱动电路的时序设计和所需偏置电源的设计。集成芯片SAA8103为驱动CCD芯片提供脉冲信号,与TDA9991协调工作产生CCD垂直行驱动时钟,与74ACT04芯片配合产生驱动CCD芯片的水平像素转移时钟。实验结果表明,此CCD驱动系统采用大规模专用集成芯片进行设计,具有性能好,功耗低,体积小的优点,能够输出两路CCD电压信号,数据输出速率达2帧/s,满足了数字航测相机系统的设计要求。     

基于深海液压泵的差动放大器的研究

针对深海环境下电液比例控制的特点,将2路压力传感器的检测压力输入同相并联差动放大器,利用其高共模抑制比和高输入阻抗的优点,设计了一个比较放大器,能很好地满足系统的要求。     

五自由度磁悬浮轴承控制系统的研制

阐述了五自由度多输入多输出磁悬浮轴承控制系统,其复杂算法的实现依赖高效浮点数字信号处理器,而高速高精度A/D是合理采样的保证.分析了整个控制系统中传感器和功率放大器的功能和作用,通过试验研究得出了结论,控制系统的设计达到了预期要求,磁悬浮系统具有响应速度快、精度高及稳定性好等特点,可广泛用于生物医学等行业.