基于AD630的锁相放大器的设计及应用

针对工业生产、医学研究等领域微弱信号难以检测等问题,设计了一种锁相放大器用来检测微弱超声信号。该设计是以AD630作为核心器件,通过采用平衡调制器件AD630实现对微弱信号的调制与恢复,有效解决了传统放大器信噪分离能力弱,无法解决微弱信号检测这一根本问题。实验结果表明,该设计不仅信号提取的精度高,而且电路结构简单,可实现对微弱信号的检测。     

基于Matlab GUI的“调制与解调”仿真模块的设计

号的调制与解调是掌握信号分析的重要手段,其理论性强、概念抽象,学生不易理解。针对传统课程教学中存在的问题,本文采用层次化设计的方法,设计了一套基于MATLABGUI的"调制与解调"仿真模块。该模块界面简单明了、扩展器强,涵盖了多种不同的调制方法,学生可以在操作界面上进行横纵向的比较,真正理解不同的参数、不同的方法对信号调制、解调波形的影响,从而加深对课程内容的理解,提高课堂教学效率。     

基于参数自适应随机共振的BPSK信号解调技术研究

在数字通信系统中,要求接收机能在低信噪比下对BPSK调制信号有良好的解调性能。为了提升接收机的解调性能,提出了一种基于参数自适应的随机共振方法。首先,非线性双稳态随机共振系统的参数根据背景噪声强度自适应调整,使系统输出具有最大信噪比增益,从而获得最佳的共振效果。其次,对随机共振后的信号进行解调并计算误码率。经过分析和大量的仿真表明:在低信噪比条件下,与传统解调法相比较,PASR解调法对BPSK信号误码率的降低具有更好的效果。     

微伏放大器中某些干扰的分析

调制一解调型直流微伏放大器在我们生产的温控仪表DWSK-Ⅲ和DWK-Ⅲ中,用以放大比较后的偏差信号。DWSK-Ⅲ和DWK-Ⅲ主要用于控制玻璃拉丝坩埚漏板的温度。温控精度为1200±0.5℃。这样的温控精度对微放器提出了相当高的要求。例如当偏差信号有12μV误差时,漏板温度将偏离设定值1℃,要使漏板温度偏离设定值≤0.5℃,要求偏差信号出现的误差≤6μV。在整个系统中,造成误差的主要部份包括定值器、冷端补偿器和微放器等。将6μV的误差要求分配到各部份,要求微放部份造成的     

GMSK跳频通信系统设计与仿真

介绍了扩频通信中的跳频技术和GMSK采用跳频技术的原理,利用Matlab中的Simulink通信工具箱模拟仿真GMSK跳频信号的调制与解调过程,设计出一种GMSK跳频通信系统,并对其组成的通信系统进行结构分析和测试结果说明.测试结果表明,该系统在没有信道干扰条件下得到了较理想的调制解调以及跳频传输波形图,并且误码率为零...     

基于波长调制光谱技术的在线激光氧气传感器

基于可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术,以中心波长为760.3nm的垂直腔面发射激光器(VCSEL)为核心,开发了一款能快速、灵敏、实时、在线地监测氧气浓度的传感器。根据锁相放大模块对调制的吸收信号进行解调,得到二次谐波(2f)信号幅值与O_2浓度的线性函数关系,通过实验数据对该传感器进行验证。实验分析结果表明,该传感器的线性和抗干扰性均满足要求,响应时间为9s,最佳积分时间为18s,对应的检测限低至质量分数78×10~(-6)。该非接触式高灵敏度的在线激光氧气传感器能实时检测开放光程下的氧气浓度,可应用于对氧气浓度检测要求较高的工业现场,对能源利用率的提高及生产生活安全的保障意义重大。     

井下3He中子探测器模拟前端电路的研究

为提升3He中子探测器在井下应用时电信号提取的质量,降低各种噪声对3He中子探测器输出信号的污染,提高中子能谱测量和中子通量分布测量的精准度,提出了一种适用于井下应用的3He中子探测器模拟前端电路的设计。通过对3He中子探测器输出电信号模型进行分析,结合石油测井应用对中子探测信息提取要求,采用电荷灵敏放大器配合极零相消电路与比例放大电路构成探测器信号提取前置电路,后级配接积分整形放大电路,实现中子脉冲信号信息提取前0V~3.5V范围内精密准高斯脉冲信号成形。经实验测定,脉冲信号成形后信号幅度非线性小于1%,脉冲展宽约4.7μs左右,可有效提升井下中子脉冲分析的可靠性、精确性。     

基于HART协议的智能多段式电容汽包液位计设计

多段式电容液位计采用基于电容数字转换技术的专用电容测量芯片PCap01进行多段电容高精度同时测量。测量结果通过SPI通信接口传送给单片机,经过数据处理之后,通过D/A转换芯片AD421输出两线制标准的4~20m A信号,同时应用HART调制解调芯片DS8500在4~20m A模拟信号的基础上叠加数字音频信号进行双向数字通信。通过HART协议访问传感器的测量过程参数、设备组态及校准等信息,实验结果表明:该液位计精度等级可以达到0.5级。     

中波通信调制解调器的设计与实现

针对中波通信信道的特点及目前采用的调制解调方式的对比分析,选择MSK调制解调方式作为中波通信调制解调器设计的理论基础,为了保证通信的可靠,采取(2,1,7)卷积码进行信道编码。最后利用FPGA实现中波通信调制解调器硬件电路的设计,经实验验证,在一定的信噪比、低速传输速率下,其误码率良好。     

基于单片机调制解调的主从式远程通信方案

介绍一种基于单片机调制解调的主从式远程通信方案,给出了单片机编解码的硬件电路和编程方法。该方案适用于宽动态范围远程数据采集系统的信号传输,可实现多机通信,一台主机可带从机数多于64台。     

雷达物位计在电厂灰仓中的应用

雷达测量技术是非接触式的,微波信号的传输不需要介质,功能丰富,具有虚假波的学习功能,完全不受工艺过程中蒸汽、压力、粉尘或温度的影响,因而适合于高粘度、强腐蚀性、高温、高压、高粉尘等场合下的液位测量,而常规物位测量方法无法实现。雷达物位计对高粉尘、浆粒、颗粒料的物位进行非接触连续测量可得到非常好的使用效果。     

一种基于以太网通信的新型频谱分析仪及其化工设备监测应用

根据化工机械设备的测控和信号处理要求,用以太网通讯对接的两台PC机为硬件平台,以虚拟仪器图形化开发软件LabVIEW为开发平台,设计了一套多功能信号频谱分析仪。在1台PC机上开发了任意信号发生器虚拟仪器（virtual instrument,VI）模块,在另1台PC机上开发了频谱分析仪VI模块。任意信号发生器VI模块生成2路可叠加白噪声的波形信号。频谱分析仪VI模块通过以太网采集任意信号发生器VI模块输出的带噪声的波形信号,对其进行低通滤波、加窗平滑处理,完成波形信号的幅值谱和相位谱分析。在某化工试验车间的化工设备运行稳定性监测应用试验结果表明,该频谱分析仪的各项性能良好。     

Real time investigation of diamond nucleation by laser scattering

Diamond nucleation onto diamond-free substrates remains a major challenge for most diamond films applications. In order to quickly form a continuous film across a given surface, several pre-treatments of the substrate have been developed to increase the nucleation density. Amongst those, Bias Enhanced Nucleation (BEN) has been used intensively for many applications, including for instance the synthesis of ultra-thin diamond films, heteroepitaxial diamond films, or nanodiamond films. The determination of the nucleation kinetics during the BEN pretreatment is particularly relevant in order to obtain fundamental informations about plasma/surface interactions and associated nucleation mechanisms. Besides, it is a key challenge to optimise the BEN step for specific applications, such as epitaxy or high nucleation density. The sequential approach which consists of interrupting the process at different time intervals for nucleation density measurement is time consuming and not accurate enough. We propose a real time investigation of diamond nucleation by laser scattering applied to the Bias Enhanced Nucleation (BEN) pre-treatment on silicon carbide. The Microwave Plasma Chemical Vapour Deposition (MPCVD) reactor was equipped with a laser reflectometry system associated with a lock-in laser intensity measurement. In parallel, a kinetics model of nucleation was drawn based on light diffusion of diamond nanoparticles according to their size and density. The modelling results were compared to the experimental data, and characteristic kinetic parameters were worked out for diamond nucleation on silicon carbide. In this study we demonstrated that using a model based on nanoparticles laser scattering it is possible to determine in real time the kinetics of diamond nucleation.     

GMR电涡流探头的零电势自动补偿技术研究

研究了以单片机为核心的GMR电涡流探头零电势自动补偿新方法.首先采用锁相放大技术获得零电势的幅值及其与基准信号的相位差;接着应用单片机控制数控移相器和数控幅值调节器改变基准信号的相位和幅值,获得与零电势一致的补偿信号;最后应用该补偿信号与零电势相减,使得此时的输出接近于零,实现了零电势的自动补偿功能.以铝板试件进行了检测实验验证.应用该技术进行零电势自动补偿之后,电涡流探头零电势的输出值约为补偿前的4.05%,补偿精度达到了检测实验系统的要求.表明该技术很好地实现了探头零电势的自动补偿,显著地提高电涡流检测系统的灵敏度,同时也增强了电涡流检测系统对深层缺陷的检测能力.     

电涡流传感器前置放大器的设计

电涡流传感器检测导电材料时会产生微弱的电流信号,要实现测量的高灵敏度和稳定性,前置放大器抑制噪声、漂移是设计的关键。首先,建立放大器噪声模型找出主要噪声源,用带通滤波网络抑制宽带噪声;其次,选用直流负反馈放大器抑制增益漂移,超级伺服电路抑制直流电平漂移;最后,通过PCB板插孔铜镀层测厚仪的前置放大器进行电路理论分析、仿真和试验验证。试验结果表明:前置放大器能将微弱信号从噪声中分离出来,放大后信号电平足以进行后续的信号处理和显示,并满足信号电平分辨率在1μm以下的要求。     

Quasi‐isothermal DSC testing of epoxy adhesives using initial fast heating rates

Three major factors decrease the accuracy of the cure measurement in standard‐isothermal testing using differential scanning calorimetry (DSC). First, cure occurs during the heating step. Second, data are lost during the stabilization period between the dynamic and isothermal step. Third, the baseline selection requires a modification to the protocol. An alternative, which is explored in this study, is the use of fast ramps, which decrease the heating time, but this has been avoided due to overshoot that occurs between the dynamic and isothermal step, which is troublesome for systems with autocatalytic kinetics. By mitigating these factors, a quasi‐isothermal protocol was developed. Therefore, more complete cure kinetics were captured with the implementation of fast DSC to decrease the ramp time and through the optimization of furnace parameters to decrease stabilization time and temperature overshoot. The data suggested this quasi‐isothermal analysis more accurately measured the isothermal curing kinetics of a commercial epoxy adhesive at 110, 115, and 120 °C for fast ramps of 175, 350, and 500 K/min compared to the traditional ramp of 5 K/min. The enthalpy spike at the dynamic to isothermal transition remains an issue; however, an empirical shift can be used to compensate for the enthalpy signal lag. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2017 , 134, 45425.     

Hochdruckinaktivierung von Mikroorganismen – mit Dynamik zum quasi‐kontinuierlichen Prozess

Static high pressure treatment has become a gentle alternative in sterilization of fluids, but due to high costs, this technology is currently restricted to high‐quality products. The innovative use of dynamic high pressure has the potential to overcome these restrictions as the introduction of additional process parameters allows for amplification of lethal effects on microorganisms. In addition, through the possibility to further convey the product during low‐pressure periods, the dynamic treatment also enables quasi‐continuous modes of operation, which opens a broader field of applications.     

基于LabVIEW环境的VI-1型虚拟测试系统的开发

介绍一种自行开发的基于LabVIEW环境的VI-1型虚拟测试系统.与传统测试系统相比,该仪器不但界面友好,而且功能强大、操作简便.其突出特点体现为功能的高度集成,它集低频信号源、示波器、频谱分析仪于一身.它不但可以产生并显示正弦波、三角波、方波、锯齿波等低频测试信号,而且可以同步观测被测点的时域响应并进行频域分析.     

基于DSP和CAN的光纤液位监测仪研究

针对传统液位电测量存在潜在危险的局限性,基于数字信号处理器(DSP)和局域网控制器(CAN)技术,提出了光纤液位监测仪的实现方案,并进行了工程实现.介绍光纤液位测量原理,并从A/D数据采集电路、数字信号处理模块及CAN总线通信三个方面阐述了光纤液位监测仪的核心电路模块,同时给出软件数据处理流程.实验表明该监测仪简化了设计,具有本质安全、精度高、数据传输稳定等特点.     

ECT系统微弱电容检测

针对电容层析成像系统电容检测信号微弱的特点,使用交流法电容测量电路,依据直接数字合成技术原理,以AD9953为核心,设计双路正弦信号发生器电路。根据相敏解调原理,通过四象限模拟乘法器AD734和滤波电路,对信号进行解调,获得直流信号。为了简化数据采集系统,使用多通道切换开关电路,实现了单通道电容检测。最后应用该系统测量管道空管和满管的电容值,较好地解决了电容层析成像系统微弱电容检测问题。