基于Walsh函数的多频率同步信号合成方法

多频率同步(MFS)激励信号源是实现生物电阻抗频谱多频率快速测量的关键,但目前尚无理想解决方案。通过研究提出了一种基于Walsh函数的MFS信号合成方法,论述了MFS信号的合成原理及合成步骤,并给出了5频率同步信号f(5,t)的合成实例及其FPGA实现方法。傅里叶级数分析表明,f(5,t)在其5个主谐波分量上的幅值较大,其功率之和占据信号平均总功率的73.91%,且具有相同的零初始相位。合成的MFS信号的主谐波个数可根据需要进行选择,且主谐波的频率也可以通过改变FPGA的工作时钟来调整,信号易于调节和实现,是一种理想的、可用于BIS快速测量的多频率同步激励信号源。     

一种新型电流源高频链逆变器的研究

电流源高频链逆变技术存在3种拓扑结构,即单管单向﹑单管双向﹑全桥双向电流源高频链逆变器.提出了另一种全新的拓扑结构,即半桥双向电流源高频链逆变器.这种拓扑结构不仅克服了电压源高频链逆变技术固有的电压过冲的缺点,而且具有拓扑结构简单、体积小、使用器件少并能自动实现能量的双向流动等优点.主要阐述了该逆变器的工作原理、工作模式和控制方案.最后通过计算机仿真对这种拓扑结构分别进行验证,并给出实验结果.     

扬声器激励与响应信号同步采集的一种设计方法

在扬声器在线检测过程中,同时发生并获得特定扫频周期的扬声器激励及响应信号可提高系统检测效率,提出了一种基于DDS的扫频信号发生方式及基于虚拟仪器的同步采集系统的设计方法,在激励扬声器产生所需响应信号的同时,实现扬声器响应信号发出与采集的同步性,为扬声器在线检测效率提供了一种低成本高效率的实用方法.     

基于多源同步信号与深度学习的刀具磨损在线识别方法

为提高刀具状态监测系统的实用性、避免实际加工过程中工序变换产生的信号干扰,提出一种基于多源同步信号与深度学习的刀具磨损在线识别方法。该方法利用自动触发的方式实现了机床运行在特定工序时的刀具振动、主轴功率、数控系统参数等多源信号的同步在线采集,保证信号同步性的同时有效避免了因工序变换而产生的信号波动干扰;进一步利用高频振动特征实现了 “切削过程”与“切削间隙”采集样本的准确划分,并基于皮尔逊积矩相关系数筛选出强关联特征,保证了多源监测信号融合样本的可用性;最后基于一维卷积神经网络建立了刀具磨损在线识别模型。实验结果表明,该方法无论从识别精度还是诊断效率,均能实现实际加工过程中刀具磨损状态的在线识别。     

一种高精度直接数字式频率源的设计

直接数字频率合成(DDS)是近年来发展非常迅速的一种新型频率合成技术,它具有频率分辨率高、相位噪声低、频率转换时间短等特点。首先简要介绍DDS的工作原理及其性能,然后主要阐述如何利用AD9851芯片设计一个高精度直接数字式合成频率源。     

一种检测多频多源复杂稳定声场声压的新方法

针对准确检测出多频多源声场复声压信号不理想,并且在信噪比(SNR)较低的情况下,现有的检测方法很难解决,提出了一种结合自适应算法、信号互谱和信号能量不变原则检测多频多源复杂稳定声场声压的方法。该方法首先利用自适应算法求出背景随机噪声,再次利用自适应算法求出声源辐射信号,并对频谱分析和校正,结合信号互谱、信号正交,以及信号能量不变原则得出声场中检测点的复声压,最后通过算例验证此方法的有效性和可行性,即使声场在多频多源且信噪比较低的情况下,仍然能精确测出声场测点的复声压信号。     

一种新型精密电流源设计

根据航空电气测试需求,设计了一种工作于400 Hz的基于功率运算放大器的精密大电流测试用电流源。设计过程中,采用电压到电流转换的基本形式,并且添加必要的相位补偿反馈环节,确保电路在不同性质负载时能够稳定工作;采用多个运算放大器并联的形式获得大电流输出,并且对从放大器添加噪声补偿,从而确保该放大器稳定工作。实验结果表明,在普通散热条件下,该电流源能够获得稳定的中频正弦大电流输出。     

一种高准确度数字频率测量方法的研究

在频率测量过程中,±1个字计数误差的存在往往是限制频率测量准确度进一步提高的一个重要原因。在分析原因的基础上,给出了一种利用被测信号、时钟基准和测量门限相位的全同步来消除计数误差的频率测量方法,并给出了基于FPGA实现测量频率的实验原型。     

一种新型数字式同步指示仪

介绍一种新型数字式同步指示仪,采用具有DSP功能的新一代单片机,应用数字信号处理技术计算断路器两侧电压的幅值、频率和相角,精度高,抗干扰能力强,同时能够进行电压幅值补偿和相角补偿,具有电磁式同步指示仪无法比拟的优点.     

基于DDS技术的涡流检测激励信号源

设计了一种基于直接数字合成(DDS)技术的涡流检测智能激励信号源.它以高速单片机W77E58和FPGA芯片为核心控制单元,外围配合D/A转换、滤波器、人机交互和电源管理等模块,以产生参数可调的高精度激励信号去驱动涡流探头.该激励信号源具有性能稳定、操作灵活、界面友好等特点,可以满足裂纹涡流检测系统的需要.     

一种正弦扫频式恒流源设计

高纯度、高输出阻抗的正弦恒流源信号是生物电阻抗测量设备的关键部件.本文设计了一种具有1 MHz带宽的正弦扫频式恒流源,其中正弦波形发生器基于DDS芯片AD9833,采用了新型LPF芯片LTC1560-1进行低通滤波;电压电流源转换器在Howland电流泵的基础上改进,使其具备更高的输出电压柔量.时钟源和LPF采用了电源控制技术,可在系统闲置时关闭电源.该恒流源在便携式生物阻抗频谱测量仪的实际应用表明新型恒流源具有更好的频谱纯度和幅值稳定度,更高的输出阻抗和电压柔量,更低的功耗.     

基于调频激励和细化谱分析的多频涡流检测技术研究

常规多频涡流检测技术在谱分析时,一般采用多个频率的正弦信号同时工作,其激励信号峰值因数较大且检测信号频谱为离散谱.文中提出了一种基于调频信号激励和检测信号细化谱分析的多频涡流检测技术,它不仅降低了激励信号峰值因数,而且检测信号频谱为连续谱.对检测信号施加Tukey窗函数改善谱图,采用Chirp-Z变换计算检测信号频谱,提高谱图的频率分辨率.定义谱图能量、谱图重心、谱图峰度和谱图偏度4个特征量应用于缺陷识别和分类.对于内部缺陷,采用谱图差峰值频率点,定量检测内部缺陷的位置.理论分析和实验结果相一致,验证了所采用方法的正确性.     

直流电源激励下的电路高分辨力应变信号处理

针对应变信号测量中存在的噪声与直流漂移问题,在研究应变信号漂移特性的基础上,提出了一种适用的直流漂移消除方法,即根据信号的局部极值点进行分段,而后对各段进行多项式拟合;对漂移消除后的信号采用一维双边滤波进行降噪处理,提出了双边滤波最优参数的选择方法,并以信噪比为指标对双边滤波的降噪性能进行了评估。利用实验检验了提出方法的有效性,实验数据为微创外科手术机器人力传感器的应变信号。实验结果表明,经改进的分段多项式拟合方法有效去除了直流漂移;双边滤波方法不仅适用于信号的动态滤波,也保证了良好的滤波效果;使用本文提出的应变信号处理方法后,力传感器的分辨力优于2 g。     

便携式在线局放信号源系统的设计

针对智能电网局部放电检测技术实际运用中的问题,对ADF4350频率合成器的基本原理与工作特性进行了研究,应用了锁相环、滤波器组、同步信号提取、程控开关等技术,提出了一套基于AVR Atmega128单片机控制ADF4350的硬件电路结构和软件程序设计方法,得到了一种能实际应用在智能电网局部放电监测的多频段信号源。现场工作人员通过用户端操作板上的简单操作,进行模式选择与设定,就可以方便地实现现场在线监测。研究结果表明,该信号源覆盖了局放信号的全部频点,现场测试时锁相效果良好、携带方便、性能可靠。     

多频率方波激励阻容解耦软测量的数值模拟

诸如电导率等许多参数测量问题可转化为阻容网络模型.本文采用多个频率的交流方波激励阻容网络,在响应信号与激励、阻容参数之间非线性关系的基础上,将阻容解耦测量问题转化为非线性最小二乘参数估计问题.为在线实时应用,采用最速下降法求解,并辅以仿真分析的方法,具体讨论了求解的全局最优性及迭代收敛速度等问题.针对电导率测量问题的阻容模型,实验结果表明了所提方法的有效性.该方法将作为干扰的电容效应建入模型,通过估计干扰来消除干扰能够提高测量精度,并可有效抑制测量过程中多种不确定性的影响.     

大电流恒流源系统的设计与实现

针对断路器检测试验中对大电流恒流源系统的特殊要求,并为了能更准确、更方便、更可靠地检测断路器的使用性能,设计了一种基于多磁路变压器和PLC控制的大电流恒流源系统。该系统通过控制多磁路变压器输入端磁路的投入,使输出端获得全程分级连续可调的电压;系统采用反馈控制,通过电流互感器和PLC,输出电流和目标电流作负反馈比较,实现了“输出电流无限接近于目标电流且保持稳定”,控制过程分为调零、内阻测量、多磁路投入、调压和稳流;根据系统的反馈控制策略,设计了三菱PLC的控制梯形图和上位机的软件程序;通过分别控制输入电压和试验内阻的变化,测试了系统的稳流性能。研究结果表明,该大电流恒流源系统使用界面友好方便、性能可靠、响应快、精度高。     

通信系统原位检测中的信号源设计

文章介绍DDS工作原理和AD9954、 AD9959的特性,论述信号源硬件设计、调频软件设计和性能分析。该信号源具有结构简单、频率分辨率高、功耗低、输出频率信号相位连续、频率转换时间短、调制简单灵活等优点,实现通信系统原位检测的功能需求。     

高精度标准源中低频信号源的设计与分析

针对直接数字合成的高精度信号源在低频段容易产生杂波干扰,难以适应我国公共电网频率的问题,采用锁相合成频率技术来产生范围在40 Hz~65 Hz、分辨率为0.01 Hz的低频信号作为高分辨率信号源合成的时钟频率。采用数模转换器外接基准可调电压技术产生了调节细度优于满量程的0.000 1%的可调幅值;同时利用相位计数器区分相位,设计出了频率、幅值、相位都可调的正弦波信号;建立了信号源失真度与数模转换器位数的关系和取样点数的关系,找到了影响信号源输出稳定性的原因;在理论分析和实践的基础上提出了减小信号源失真度的方法。研究结果表明,该低频信号源可以在误差接受范围内减小差频影响和公共阻抗的影响,输出40 Hz~65 Hz频率范围内标准正弦波信号的失真度小于0.03%。