一种微伏信号滤波放大电路的设计

为了解决噪声对微伏级信号的干扰,便于提取有用信号和提供后级处理,提出一种微伏信号滤波放大电路方案。系统主要由放大、滤波及隔离输出三部分组成。经验证:电路放大增益高,对10 V以上信号放大效果良好,避免了信号失真,以及高频噪声和50Hz市电的干扰,可满足后级采集电路的信号输入要求。     

一种微伏信号滤波放大电路的设计

为了解决噪声对微伏级信号的干扰,便于提取有用信号和提供后级处理,提出一种微伏信号滤波放大电路方案。系统主要由放大、滤波及隔离输出三部分组成。经验证：电路放大增益高,对10μV以上信号放大效果良好,避免了信号失真,以及高频噪声和50Hz市电的干扰,可满足后级采集电路的信号输入要求。     

水声传感器调理电路设计

由于水下环境极其恶劣且水声传感器输出信号微弱,在传输微弱信号时又常常受到其他信号的干扰而不能直接用于后级采集电路,因此需要对水声传感器的输出信号进行一系列处理。设计一种水声传感器调理电路,主要包括前置放大电路、滤波电路、单端转差分电路。该电路采用了低功耗、极低噪声、超低偏置电流的高速仪表放大器AD8421和低功耗、低噪声、低偏置电流的运算放大器AD8022,其中滤波电路由四阶有源SK高通滤波器与二阶有源MFB低通滤波器级联构成。仿真和测试结果表明,该电路可实现固定增益为20 dB,较宽的通频带100 Hz～500 kHz,截止频率处的衰减小于1 dB,短路等效输入噪声不大于2μVrms。该电路的噪声性能较一般信号调理电路更优异且电路结构更简单,可以灵活运用于微弱信号的采集和处理。     

基于信号传输理论的Glitch物理不可克隆函数电路设计

通过对信号传输理论、竞争-冒险现象和物理不可克隆函数(Physical Unclonable Functions, PUF)电路的研究,论文提出一种基于信号传输理论的毛刺型物理不可克隆函数电路(Glitch Physical Unclonable Functions, Glitch-PUF)方案。该方案首先根据偏差延迟的信号传输理论,推导出获得稳定毛刺输出的电路级数;然后利用组合逻辑电路的传播延迟差异,结合1冒险和0冒险获得具有毛刺的输出波形,采用多级延迟采样电路实现Glitch-PUF的输出响应。由于毛刺信号具有显著的非线性特性,将其应用于PUF电路可有效解决模型攻击等问题。最后在TSMC 65 nm CMOS工艺下,设计128位数据输出的电路结构,Monte Carlo仿真结果表明Glitch-PUF电路具有良好的随机性。     

高性能中频采样系统的设计与实现

为提高中频采样系统性能,降低板级噪声,加大采样频率的灵活性,设计并实现一种高性能中频采样系统.该系统利用AD9518-4实现可配置的采样时钟,根据不同的采样要求,AD9518-4可提供多路不同频率的输出.系统还采用AD8352型运算放大器作为A/D转换器前端驱动电路,将单端中频输入信号转换为差分信号,并进行相应放大,滤波等工作.配合AD9445型A/D转换器.获得14位低电压差分输出信号.实验结果表明,该系统在40 MHz中频信号输入的情况下,信噪比达到77.4 dBFS,并可实现采样时钟的可编程配置.与传统方案相比,该采样系统信噪比、无杂散动态范围,有效比特位等性能指标都得到明显改善.     

一种杂波中提取弱小脉冲信号的设计方法

采用巧妙的电路结构和模拟信号处理方式,设计了一种从杂波中提取弱小脉冲信号的电路.首先对输入信号进行饱和放大,然后分两级进行滤波.将一级滤波输出信号与二级滤波输出信号在比较器中进行比较,从而产生脉冲信号,输出脉冲宽度可调.该电路结构简单,使用元器件较少,便于小型化.采用厚膜工艺加工制作该电路.结果表明,该电路的脉冲宽度误...     

多光谱TDI-CMOS图像传感器读出电路设计

针对3D集成式多光谱TDI-CMOS图像传感器的数字化处理和高速读出需求,为了解决与TDICCD探测器的整体布局、物理尺寸和接口的匹配性和一致性问题,研制了适用于五谱段TDICCD的CMOS读出电路芯片。该读出电路芯片创新地设计了一种使用多相位ADC时钟、支持相关多次采样的新型列级单斜ADC电路结构,实现了TDICCD信号的数字化和高速输出,有效提升了探测器的动态范围和噪声指标。流片测试结果表明：读出电路芯片的功能正常,集成式TDICCD的成像效果良好,新型列级ADC工作正常,读出电路以最小9.5μs的行周期输出14 bit数据,相关多次采样具备降低输出信号噪声的作用,实现了TDICCD信号的高精度数字化处理和高速输出,满足3D集成式TDI-CMOS图像传感器的研制要求。     

一种改进的高速DAC电流开关及其控制信号的产生

系统分析了高速电流型CMOS数模转换器中电流开关对输出毛刺的影响,给出了减小输出毛刺的方法.改进了电流开关及其控制信号的产生电路.利用改进后的电路设计了一个8位数模转换器,在5V电源,满量程输出2 0mA条件下,模拟得到最大输出毛刺为3pV s,且电路在1 0 0MHz采样频率,1 0MHz信号频率下,无假信号动态范围达到53dB     

一种改进的高速DAC电流开关及其控制信号的产生

系统分析了高速电流型CMOS数模转换器中电流开关对输出毛刺的影响,给出了减小输出毛刺的方法.改进了电流开关及其控制信号的产生电路.利用改进后的电路设计了一个8位数模转换器,在5V电源,满量程输出20mA条件下,模拟得到最大输出毛刺为3pV-s,且电路在100MHz采样频率,10MHz信号频率下,无假信号动态范围达到53dB.     

氨氮测定中数据的分析与处理

一个测试系统中,有很多部分组成.其中信号的处理也是重要的一部分.从前级运放输出的电压信号中,不可避免地混杂有噪声和干扰信号.为保证测量的准确性,在进行A/D转换前,必须采取抗干扰和抑制噪声措施以及对信号进行滤波,消除混杂在前级输出中的干扰和噪声[1].本文针对在氨氮测定中的采样信号的处理方法进行分析研究,希望通过滤波处理可以在最大程度上消除信号的干扰.     

光纤陀螺组合的信号频谱分析与滤波技术研究

对某惯导系统中使用的三轴向光纤陀螺(FOG)组合的输出信号做了基于FFT的频谱分析,设计并实现了中值滤波I、IR数字滤波器滤波、小波滤波三种不同方法对该信号的噪声滤除,分别给出了滤波后陀螺输出信号的幅频特性图。通过对试验数据的分析,肯定了三种方法在FOG组和输出信号滤波处理中的有效性,并分析了各自的优缺点。     

数字电路中毛刺噪声的防治

在进行数字电子产品研制过程中,必然会遇到各种各样的噪声。为了揭示毛刺噪声的根源,通过实验对传输信号中的毛刺噪声波形进行反复比较。采用奇/偶校验器来检测信号传输过程中毛刺噪声是否存在。采用两种主要方法消灭毛刺噪声:(1)应用选通脉冲和"与门"电路来恢复尖峰噪声中的理想脉冲信号。(2)用RC积分电路削弱毛刺噪声。实践中,使用这些措施去抑制数码电子产品的毛刺噪声,都达到了事半功倍的效果。     

Application of Correlated Double Sampling in Space TDICCD Camera

As a sampling technique for CCD output video signal, the correlated double sampling (CDS) technique is described as well as the filtering effects of the CDS technique on the output noise of CCD including the reset noise of CCD, the white noise of output amplifier and 1/f noise. From real application of CDS device TH7982A, it is concluded that the output signal-to-noise ratio of 50 dB for CCD signal can be obtained.     

对FIR数字滤波器频域实现错误观点的讨论

关于FIR数字滤波器的频域实现存在一种错误的观点和做法,即直接在离散傅利叶变换域将输入信号属于阻带的谱线清零,而属于通带的谱线保留,再离散傅利叶反变换到时域,并且认为通过这种方法得到的信号是对输入信号理想滤波的结果.本文针对这一观点,利用频域取样的概念,从时域和频域两个角度分析,指出该做法并不能实现理想滤波,并且滤波性能通常不能达到指标要求.     

一种非均匀采样下小信号的检测方法

非均匀采样由于其具有不受采样频率限制、频率分辨率高以及抗混叠等优点,使得其应用十分广泛。但非均匀采样会引起信号的频谱噪声,这样使得非均匀采样下小信号的检测不易实现。本文分析了非均匀采样引起频谱噪声的原因,提出一种基于非均匀采样的小信号检测方法。该方法根据非均匀采样检测得到的大幅度信号,应用陷波器将其消除,降低了由大信号引起的频谱噪声,从而检测出小信号。文中详细说明了陷波方法的原理、陷波器宽度和深度的选择、陷波器中心频率的确定以及陷波器在非均匀采样下的应用,最后给出实验结果。理论和实验表明,基于非均匀采样的陷波方法是一种行之有效的信号频率检测方法,使用该方法处理信号可以得到准确的频率估计效果,检测出信号幅度相差100倍以上的多个信号频率。     

小波中值滤波在晃动基座初始对准中的应用

针对捷联惯性导航系统(SINS)在晃动基座下进行初始对准时,陀螺和加速度计受外界干扰噪声较大,而单独采用低通滤波或小波滤波法不能有效实时地实现噪声抑制问题,采用小波阈值消噪和中值滤波相结合的混合滤波方法来实现信号的消噪。将输出信号首先经中值滤波消除信号中的突变噪声,再利用小波阈值消噪滤除振动噪声和白噪声,从而有效地消除基座晃动带来的噪声。测试实验表明,提出的混合滤波法对车载惯导系统输出信号噪声滤波效果明显,在发动机启动的情况下,可基本达到静态信号采集的效果。对准仿真实验表明,提出的滤波法能辅助捷联惯导系统实现在晃动基座下的精对准。     

A low noise readout detector circuit for nanoampere sensorapplications

A readout detector IC has been developed which is capable of detecting nanoampere photo-current signals of interest in a high (microampere) background illumination or dc noise level (SNR=80 dB). The readout detector sensor IC processes transient signals of interest from a separate photo-diode pixel array chip. Low noise signal conditioning, filtering, and signal thresholding implement smart sensor detection of only “active pixels.” This detector circuit can also be used to perform signal conditioning for other sensor applications that require detection of very small signals in a high background noise environment     

大幅度CCD输出信号降噪的相关双取样电路

电荷耦合器件(CCD)的输出信号构成复杂,包含有典型的KTC、1/f等类型的噪声,需要进行专门处理后才能获得与入射光信号相对应的高信噪比信号。文章针对具有较大幅度的CCD输出信号,采用宽电压工作的独立运放满足幅度较大的信号处理要求;通过在同一个运算放大器上实现噪声保持及信号采样的形式,消除了不同通道增益差异对信号的影响,获得了较高线性度的信号处理效果;同时结合CCD驱动器的设计,获取相关双取样技术所需的采样及保持脉冲信号,增强了采样与CCD输出信号间的关联程度,从而进一步提高了相关双取样技术消除CCD噪声的效果。采用这种信号处理电路后,将原来噪声处理的水平从约22 mV提高到了约1 mV,并且在一种精密的位移测量系统中得到应用,最后就具体电路设计的难点及注意事项进行了阐述。     

一种光电探测器接口电路的响应特性分析

针对窄脉冲激光时域/频域特性,对窄脉冲激光电路设计进行了详细的分析,包括探测器光敏面面元尺寸分析,以及取样电阻、反馈电容对信号带宽和信号完整性的影响等。为了提高探测系统的信噪比、稳定性等要素,对两种典型的光电接口电路进行了理论分析和软件仿真,得到不同的探测器结电容、取样电阻、反馈电容等参数对窄脉冲激光探测电路光电接口带宽、输出信号幅值、脉宽等响应特性的影响。根据不同种类的探测器及脉冲激光探测信号的频率特性,选取不同的偏置与放大电路,可以使前置光电接口电路的性能达到最佳。     

On-line estimation of signal and noise parameters with application to adaptive Kalman filtering

This paper presents two algorithms for on-line estimation of the optimal gain of the Kalman filter applied to sensor signals when the signal-to-noise ratio is unknown. First-order spectra of a pure signal and colored measurement noise have been assumed. The proposed adaptive Kalman filtering algorithms have been tested for various spectra of the pure signal and noise, and for various signal-to-noise ratios. The effect of the length of an adaptation step and a sampling frequency on the mean square errors of the pure signal estimation has also been examined. Although the test have been performed for stationary signals, the algorithms presented can also be used successfully for time-varying sensor signals when the signal-to-noise ratios vary very slowly in comparison with the length of the adaptation step.The results are helpful for designers who synthesize optimal linear digital filters for sensor signals with first-order spectra and colored measurement noise. The estimation error curves presented enable designers to determine the noise reduction attainable for particular applications of the adaptive Kalman filtering algorithms.