低噪声压电电荷放大器的设计与实验研究

压电悬臂梁以其优越的性能在微纳米领域得到广泛应用。为了降低压电悬臂梁信号采集中的噪声,该文针对一种冷放电电荷放大器进行了详细的理论与仿真分析。设计实现了电荷 电压灵敏度为23.4 mV/pC的冷放电电荷放大器,并将其应用于压电悬臂梁纳米量级位移信号采集中。实验结果表明,冷放电电荷放大器具有优于经典电荷放大器的噪声特性,与理论预期、仿真分析结果相符。冷放电电荷放大器为低噪声压电信号采集提供了一种新选择。     

288×4长波红外探测器关键驱动电路的设计

针对制冷型288×4长波焦平面红外探测器组件PLUTON LW K508的特点,设计了一个驱动模块,为探测器组件提供了时序与控制信号、模拟与数字电源、参考电平、制冷模式控制信号等。重点介绍了上电控制电路、GPOL电压产生电路、制冷模式控制电路等关键电路的设计原理与结构。实验结果表明,采集到的红外图像具有噪声低、精度高、稳定性强等特点。当探测器在293 K和353 K之间的黑体照射下,并且积分时间为19 μs时,整个红外图像采集系统采集到的图像噪声电压均值保持在0.4 mV以下。     

288×4长波红外探测器关键驱动电路的设计

针对制冷型288×4长波焦平面红外探测器组件PLUTON LW K508的特点,设计了一个驱动模块,为探测器组件提供了时序与控制信号、模拟与数字电源、参考电平、制冷模式控制信号等.重点介绍了上电控制电路、GpoL电压产生电路、制冷模式控制电路等关键电路的设计原理与结构.实验结果表明,采集到的红外图像具有噪声低、精度高、稳定性强等特点.当探测器在293 K和353 K之间的黑体照射下,并且积分时间为19μs时,整个红外图像采集系统采集到的图像噪声电压均值保持在0.4 mV以下.     

基于ARM的高分辨率压电陶瓷驱动电源

根据压电陶瓷微位移器对驱动电源的需求,设计了压电驱动电源系统。详细介绍了电源系统中的数字电路部分和模拟电路部分,并对驱动电源的精度与稳定性进行了分析与改进。最后对驱动电源的性能进行了实验验证,实验结果表明：所设计的电源输出电压噪声低于0.43 mV、输出最大非线性误差低于0.024%、分辨率可达1.44 mV,能够满足高分辨率微位移定位系统中静态定位控制的需求。     

LMS算法在分布式光纤测温系统中的应用

信号采集和数据处理是分布式光纤测温系统的核心,信号中的噪声决定了整个系统的测量精度,空间分辨率,采集速度及最终的请求响应时间。通常系统采集到微弱的温度信息的反斯托克斯信号会被完全淹没在噪声中。因此,得到含有温度信息的有用信号就显得尤为重要。文中针对系统中噪声信号的特征,提出一种变步长的最小均方根自适应滤波算法,对拉曼散射的温度信号进行去噪处理并进行Matlab仿真。仿真结果表明,该算法有效提高了去噪的效果,从而可提升整个系统的测量精度,空间分辨率。     

基于MATLAB的噪声信号采集与分析系统的设计

设计和研制了一种基于MATLAB的噪声信号采集与分析系统,该系统利用MATLAB强大的数值计算和分析能力,可以高精度、低成本地完成信号的实时采集、处理与分析工作。给出了系统在MATLAB环境中二次开发编程的设计和实现过程。最后给出了一个利用该系统采集与分析噪声信号的应用实例。     

基于近红外双色探测器的信号采集系统设计

针对近红外双色探测器在两种不同工作 波段的光谱响应曲线及暗电流,设计了一种基于近红外双色探 测器的信号采集系统及采集方法。该系统具有多种电流转电压 档位、电压放大档位和滤波电路带宽档位,能够快速进行信号 放大和带宽控制;同时通过数字/模拟转换器(D/A)为四级放大电 路提供模拟调零信号,可有效消除由光学系统的杂散光和探测器 自身的暗电流引起的噪声。该系统具有速率快、噪声低和分辨率 高等特点。通过使用这种信号采集系统,光学系统的信噪比、动态 范围、最小可测功率等指标参数都能得到提高。     

微弱光谱信号低噪声信息获取和处理技术研究

对温室气体进行全球范围的高精度监测,获取高可靠有效数据,是实现对温室气体排放进行监控的基础。为了实现温室气体的亚纳米高光谱分辨率光谱探测,需要保证高光谱温室气体监测仪探测系统具有高信噪比。围绕仪器信号链路的关键模块——InGaAs面阵探测器的信息获取与处理模块,开展了微弱光谱信号低噪声信息获取和处理技术的研究。设计了微弱光谱信号低噪声信息获取和处理系统,并深入研究了影响光谱探测系统噪声的重要因素。通过构建谱段信噪比模型,并采用小带宽运放电路和AD多次采样方法降低电路噪声,系统在1.61μm谱段0.07nm光谱分辨率下,典型能量值为1.91W/(μm·m²·sr),信噪比(SNR)达340。实验结果表明,系统噪声均方差(RMS)值为8.1LSB,优于10LSB(4.9mV噪声),实现了高光谱温室气体监测仪对亚纳米微弱光谱信号探测的高信噪比需求。该低噪声信号获取与处理技术为InGaAs面阵探测器在温室气体监测应用领域的微弱光谱信号探测打下了基础。     

基于VMEbus数据获取系统的搭建

介绍了一个用于测量电信号电荷量和时间信息的数据获取系统。系统基于VMEbus设计,由9U VME机箱、前端电子学插件以及MVME5500嵌入式单板计算机组成。系统的标定结果表明,其具有较好的稳定性,噪声信号幅值低于0.75mV,时间分辨小于0.5ns,对输入信号电量在0~90pC之间具有较好的线性关系。目前该系统正应用于塑料闪烁体探测器性能的研究实验中。     

基于USB2．0的通用高频小信号采集分析系统的设计

介绍了一种基于AD变换器、USB2.0接口及FPGA的通用高频小信号采集分析系统,可对频率100 kHz-30 MHz,峰峰值0.1～10.0 mV的输入信号进行采集与分析.该系统运行稳定,有很好的可移植性,可用于多种微弱高频信号的采集与分析,目前已在传导性EMI噪声智能测试仪中得到了运用.     

低噪声单微粒散射光检测电路

针对单微粒散射光信号弱、脉宽窄的特性,设计了一种低噪声宽动态范围光电检测电路.首先对单微粒散射光脉冲检测原理进行了分析;然后根据散射光脉冲信号特征对检测电路进行了设计;最后搭建了实验系统并对检测方法性能指标进行了评估.实验结果表明:设计的电路带宽为1.5 kHz～1.2 MHz,总输出噪声的均方根值为3.51 mV,计算结果与实验结果基本一致,误差为3.33％.该光电检测电路能够有效地对微弱的散射光信号实现低噪声放大,为后续处理提供了稳定的信号.     

Circuit design and performance analysis of carrier recovery loopfor digital DBS system in the presence of phase noise

The theoretical analysis of a digital satellite broadcasting system in the presence of phase noise is performed. An effective technique to design the carrier recovery circuit is also presented based on the analyzed loop parameters, such as degradation loss due to phase noise, average time to cycle slip, and carrier signal acquisition time. It is possible to design a system providing the optimal service and satisfying service requirements for a digital satellite broadcasting system. In this paper, the carrier recovery loop that provides optimal performance in the presence of phase noise exhibits the parameters of 0.707 for damping factor and 40 kHz for noise bandwidth. The designed phase-locked loop indicates a performance of 0.26 dB for impairment due to phase noise at 10^-3 BER, 3.88×10⁶ hours for average time to cycle slip, and 34 msec for carrier signal acquisition time. The carrier acquisition time of the designed carrier recovery circuit is in accordance with the analyzed result     

基于FPGA的红外光谱信号采集系统设计

介绍了一种基于现场可编程门阵列（field-programmable gate array, FPGA）的红外光谱信号采集系统实现方案,采用Altera公司的EP2C35系列的FPGA为控制核心,完成多路模拟开关切换、A/D转换、数据存取等功能,实现对64路红外光谱信号的采集。同时针对光谱仪输出的微弱直流信号,设计信号调理电路来抑制噪声,最后通过串口通信将数据传给上位机;简介了各功能模块的实现方案,并进行了实验验证,结果表明该系统的精度和可靠性高,并且最小可检测到0.23 μV的微弱直流信号,实际信噪比达到45 dB。     

基于LabVIEW的发动机数据采集系统

针对在发动机数据采集过程中,对速度和精度的要求,基于虚拟仪器,利用振动传感器、麦克风、信号调理电路、PCI-4472B数据采集卡,计算机等硬件,对吉利三缸A8发动机的振动信号及排气噪声进行采集,设计出了发动机数据采集系统。实践表明,该系统可靠、稳定,有很大的实用价值,为诊断和监测发动机故障打下良好的基础。     

嵌入式静电驱动控制电源设计

分析了静电驱动原理以及失效原因,针对静电驱动的特点设计了用于静电驱动的控制电源,该电源采用内嵌DAC的ADuC842系统作为控制芯片,与信号采集及反馈电路一同构成闭环控制系统,控制DC-DC变换器产生大范围的稳定电压.输出电压范围15～80 V,电压文波<800 mV.     

风力发电机振动采集系统的设计

针对振动分析在风力发电机状态检测及故障定位中的作用,设计了基于ADXL335三轴加速度传感器的振动采集系统,并通过STM32实现模数转换。对信号采集过程中出现的频率混叠,设计了六阶巴特沃斯低通滤波器,采用Savitzky-Golay平滑算法对信号中掺杂的噪声进行去噪。测试结果表明：所设计滤波器可有效滤除600Hz以上的信号,振动加速度的误差可控制在0.5%以内;Savitzky-Golay平滑算法可有效消除信号中的噪声。     

基于凌阳单片机的嵌入式数据采集系统的设计与实现

数据采集是信息处理的重要环节，针对具有慢变特性的目标信号在复杂噪声环境下的检测设计了一个基于凌阳16位单片机SPCE061A的嵌入式数据采集系统。该系统将数据采集技术与单片机技术相结合，以凌阳16位单片微处理器SPCE061A为核心，配以适当的外围芯片与接口电路，设计实现的嵌入式数据采集系统可实现对8路数据进行可变采样频率的采集。系统硬件设计和软件编制与调试在凌阳公司的u．’nSP IDE180集成开发环境下完成。实际应用表明，该数据采集系统具有较强的可靠性与抗干扰能力。     

激光超声信号去噪方法的研究

针对激光超声信号信噪比低的问题,分析了干扰噪声的特点,设计了基于数字平均和小波分析相结合的数据采集与处理系统。利用外部同步触发技术,间隔采集若干次激光超声信号,将各次采样信号相加平均,最后选择合适的小波基、分解层数和阈值方法,对数字平均后的信号进一步进行小波去噪处理。实验结果表明,该方法能够有效去除信号中的干扰噪声,提高信号的信噪比(SNR)。