基-2 FFT在音频分析及输出系统中的应用

主要介绍了一种将FFT算法移植到单片机上运行,通过对数字音频信号进行分析处理,以实现音乐频谱实时显示和声音输出的系统。系统硬件部分主要由声音输入、单片机模数转换、由LED组成的点阵单元以及声音信号放大输出等电路组成。利用高性能STC12C5A60S2单片机内建的模数转换功能,先将输入的音频信号采样、量化转换为数字信号,再通过软件编程进行FFT运算。输出处理结果点亮LED点阵,完成频谱显示。LED的明暗由音乐的频率变化决定。通过LM386运放芯片及外围电路将输入的音频信号进行放大后,由喇叭或者外接音箱输出。该设计不但具有较高的实用价值和观赏性,而且硬件电路结构简洁,开发、制作成本低。     

家用心电信号检测系统设计

介绍了心电信号检测系统的设计,利用心电电极片和三输入屏蔽导联线,采用标准导联的方式实现对人体心电信号采集,然后通过多级放大滤波电路模块对心电信号进行处理,给出了具体的电路设计方案,完成相关数据测试,并实现心电信号的有效输出和显示。软件上对采集的数据进行数字滤波,用LabVIEW软件实现上位机的实时存储、显示等功能。研制的心电信号检测系统具有响应速度快、性能可靠、使用方便、成本低等特点,可为广大普通用户和家庭中的心电监护以及其它微弱信号采集等提供帮助。     

基于51单片机控制的数字可调高效开关稳压电源设计

为研究模拟PWM与数字电路相结合后的优点,本文设计实现了一个由51单片机控制的输出可调的高效开关稳压电源。通过理论分析设计了基于BOOST升压电路的DC-DC变换器、PWM控制芯片及其外围电路、单片机最小系统以及键盘/显示电路。通过仿真和实际电路调试使该电源实现稳压、限流、输出设定和输出值的显示功能。结果证明模拟PWM与数字电路相结合后,可以在不牺牲模拟控制所具备的精度和无限分辨率的情况下,提供数字控制所具有的特性。     

数字式自动衰减器设计

文中介绍以数控衰减器ＡＤ７１１８为核心配以衰减控制码电路组成数字式自动衰减器的设计。自动衰减器量根据输入信号电平高低自动调节并具有衰减分贝值的数字显示及数字输出。     

A PC with sound card as an audio waveform generator, a two-channeldigital oscilloscope and a spectrum analyzer

The availability of inexpensive PC sound cards that can simultaneously play and record stereo digital audio files permits a single PC to function as both a signal generator and as a dual-channel recording digital oscilloscope. When the input and output of a linear analog circuit are recorded, for example, free or inexpensive software permits display of the input and output waveforms and spectra, as well as calculation of the magnitude and phase of the transfer function. Thus, students can perform measurements and calculations on simple signal processing circuits with their own PCs. The result is expanded utility of hardware homework, which before, despite popularity among students, was severely limited in applications beyond DC circuits     

基于分裂路径原理的阻抗变换技术设计与实现

在宽带测试系统中,信号前端中的阻抗变换电路不可缺少,这里阻抗变换电路要求高输入阻抗、高输入带宽、低噪声等,单个运算放大器难以同时满足这些要求.为了解决这个问题,提出了将信号分成高低频2条路径传输,然后再合成.通过引入交叉路径增强合成的效果.实践证明该方法可以用少量的器件组合成为高输入阻抗,高模拟带宽和低的输出阻抗的电路系统,可广泛应用与各种宽带测试仪器的信号调理前端.     

基于SPI总线的实验加载智能显示系统

根据SPI技术原理,以AVR系列的ATmega128L作主机,多个移位寄存器74HC595芯片分别作从机构成串入/并出的8×N位数据传输系统。系统实时监测荷载传感器的输入信号,经10/11位A/D变换后,其量值大小用色块和数字在显示屏上反映出来,并根据不同执行阶段,伴随操作过程实时显示指导性的字符提示。文章给出了SPI总线接口/移位寄存器/点阵LED的电路原理图和相应的ICCAVR编码。最后用一个结构实验教学加载过程演示了该系统的实际使用效果。     

液体酸度测量

在利用传感器进行液体酸度测量的时候,往往由于传感器电极本身的差异,或是由于放大电路元器件的精确度的不同而引起的系统误差总是不可避免的,同时,温度对于输出信号的影响也是不可忽视的。本文分别从软硬件2个方面来解决由于系统误差而引起的输出信号的飘移问题。文中首先简要介绍了pH值电极的工作原理,然后给出了2种软件标定和温度补偿方法,最后提供了一个pH值电极信号测量的后置放大电路的设计方案,并重点指出了在硬件电路实现时的一些关键问题,特别是第一级运放电路元件的选型问题。     

基于PWM调光的冷阴极荧光灯动态特性研究

本文在分析了冷阴极荧光灯(CCFL)特性的基础上,对CCFL的驱动电路的工作原理、电路参数选择和设计进行了详细的介绍.研究表明,在脉冲调宽(PWM)方式下,CCFL的驱动电路呈阻尼衰减振荡特征,其起振和衰减振荡特征直接影响CCFL的调光特征,是改善CCFL亮度可调节比的主要因素,文章从理论和实验两方面对亮度调节的动态特性进行了详细分析.     

A mixed‐mode KHN‐biquad using DVCC and grounded passive elements suitable for direct cascading

In this paper a mixed‐mode (input and output signals can be current or voltage) Kerwin–Huelsman–Newcomb (KHN) biquad with low/high input impedance and high/low output impedance depending on the type of the corresponding signal (current/voltage) is presented. The circuit is constructed using three differential voltage current conveyors (DVCCs), two grounded capacitors and three grounded resistors. The circuit simultaneously provides bandpass (BP), highpass (HP) and lowpass (LP) responses when the output is current and notch, BP and LP responses when the output is voltage. The notch and allpass responses can be obtained by connecting appropriate output currents directly without using additional active elements. Because of the low input and high output impedance of the circuit for current signals and the high input and low output impedance for voltage signals, it can be used in cascade for realizing higher‐order filters. SPICE simulation results are given to verify the theoretical analysis. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

燃料电池系统宽范围输入电压变换器设计

燃料电池输出特性较软使得其系统中单向DC/DC变换器需要较宽的输入电压,从而限制了该变换器的应用。文章利用双管Buck-Boost级联电路可根据输入电压的大小自动切换升/降压工作状态来获得合适的恒定的输出电压的优点,对该级联电路设计了基于平均电流控制的电压、电流双闭环控制环路,从而实现其在宽范围输入电压下得到恒定的输出电压,可为燃料电池系统后级变换器提供稳定的输入电压,并降低其设计和优化的难度,还有效解决传统单管Buck-Boost电路开关管电压应力过高的问题。仿真和小功率样机的实验研究验证了所提采用双闭环控制环路的升降压变换器在宽范围输入电压下均具有良好的性能。     

双声路声表面波传感器测量系统研究

环境温度对声表面波传感器影响较大,常采用双声路结构补偿环境温度的影响,本文结合声表面波器件结构,设计了一种新的测量系统。它由交替工作的延迟线振荡器、混频电路和数字信号处理电路组成。延迟线振荡器输出信号经滤波后与109MHz的本机晶体振荡器输出信号相混频,通过低通滤波取其差频,并经整形后由数字信号处理电路处理。应用标准信号源验证了测量系统的准确性,频率跟踪特性误差在50Hz以内。测量系统显示直观,精度高,是双声路声表面波传感器理想的测量系统。     

基于小信号法的功率放大器的设计与仿真

射频功率放大器是数传发射机中的关键部件,它是制约整个系统性能的关键因素。依据固态功率放大器的小信号设计法,设计两级L波段固态功率放大器,给出了详细的设计流程和仿真数据。首先对放大器的增益,级间耦合,输入,输出匹配进行了初步仿真,然后通过提取管子的封装后的散射参数,对其进行最大输出功率匹配仿真,最后对放大器匹配和稳定性进行总体仿真,最终结果达到设计指标。     

基于LabVIEW的八线同步隔离虚拟示波器的设计

设计了基于LabVIEW的八线同步隔离虚拟示波器。以同步数据采集卡为硬件核心,结合信号调理电路、信号隔离电路、有源滤波电路,完成信号的输入采集。以虚拟开发平台LabVIEW完成波形的存储、分析、显示和打印等功能。给出了系统结构框图。该虚拟示波器具有技术性能高、扩展性强、开发时间短等优点。     

开关-线性复合功率变换技术机理和实效分析

对作者所提出的复合功率变换技术的机理进行了理论分析与实验验证 ,并介绍了其中典型应用电路。该复合技术将电力电子纯开关功率变换电路与线性功率放大电路有机结合 ,实现开关 -线性复合功率变换 (Switch -LinearityHybridPowerConversion)以获得互补综合优化性能 (特别是其中的抗负载扰动能力 )。该技术的本质在于“其中开关滤波电路 ,只作为复合线性电路的特殊供电电源 ,使整体系统可以近似等效为一个比例放大器” ,从而获得极快的动态响应和比较准确的跟踪效果 ;而具有压控射极输出特性的线性单元 ,又因其高阻输入、低阻输出特性 ,行同功率级的缓冲器 ,阻隔了输入、输出信号之间的互相干扰 ,保证了SLH的正常工作。     

电视信号放大器(PCB)的设计和使用

设计一个印刷电路板(PCB),使其可以将输入的卫星电视信号放大并显示在标准示波器的屏幕上。输入的电视信号幅值为正负1 V,输出图像信号幅值为正负10 V。完整的电路板设计包括五个部分:视频放大器,同步分离器,逆变器,线性斜坡发生器和场性斜坡发生器。分别介绍每一部分的功能,测试过程,可能产生的故障及解决方法。调整各部分不同的元器件可以达到最佳显示效果。通过调整该电路板上电阻和电容可以调整图像放大倍数和图像质量。     

小型频标与频率稳定度测量系统

在理解铷原子频标及时测量系统基本原理的前提下,提出了一种改进型的铷原子频标及频率测量系统,对该系统的设计方案进行了深入的剖析和讲解。分析各部件对系统频率稳定度的影响,设计出高精度的恒温控制压控石英振荡器、DDS频率源、调相电路、晶体管及阶跃二极管倍频电路、伺服电路等,优化电路设计和参数选择,实现优势组合与互补的铷原子频标系统。利用铷原子频标输出的标准频率信号作为测量系统的标准频率输入,引入DDS实现差拍法和多模式频差倍增法[1]相结合的方法,实现高精度的可测量各种频率的频率稳定度测量系统。     

船舶电网电能质量检测信号调理电路的研究

近年来,船舶系统对电力电子装置的应用大幅增加,装置容量越来越大,使船舶电网的谐波污染也变得越来越严重且更难以预计,因此需要一个能综合测量船舶电能质量的系统。本文介绍了船舶电网电能质量检测系统中的关键部分,一种基于仪表放大器AD620的传感器数据采集系统的设计。传感器信号调理是对传感器直接输出的信号进行调节使得信号符合DSP输入的要求,信号调理的原理以及硬件实现电路在文中都做了说明。给出了DSP和传感器信号调理电路的接口设计。进行了TMS320LF2407芯片与仪表放大器以及同步采样16位ADC通过CPLD硬件接口的实验。实验结果表明所设计的电路系统有较好的性能和可扩展性。     

基于虚拟仪器技术的电路板信号检测系统

为了帮助维修人员快速检查、定位电路板故障,提高电路板维修的效率,本文提出以虚拟仪器技术为平台,结合CPLD技术、数据库技术和USB总线技术应用于电路板信号检测。能够在脱机条件下产生电路板工作所需要的各种输入信号,同时可以测试电路板输出的信号,并将正确波形进行存储,用以作后续处理。经过实际使用,系统运转正常,达到了设计要求。     

应用于宽输入范围的变模态LLC电路设计

在风力、光伏发电等新能源发电系统中,电压输出范围变化很大,为此提出一种变模态的LLC电路,其拓扑或者控制方式随着输入电压的变化而变化。电路由数字信号处理器DSP进行数字控制,控制简单方便,不需要增加额外的模拟电路。通过分析、仿真和实验验证,与传统LLC相比,变模态LLC在宽输入场合,其频率变换范围小,全范围内效率较高。