宽频带声发射接收传感器的电路设计

介绍了声发射技术的概念、应用背景及基本工作原理。针对工程实际应用过程中遇到的大信号干扰和噪声干扰问题,通过分析宽频带声发射接收传感器接收信号的特点,提出了改进的电路设计方案,对输入匹配及抗大信号干扰电路进行了重点分析。在相同条件下进行对比测试,给出了测试结果及相应结论。     

一种线性增益可调的低噪声差分放大电路的设计

设计了一种线性增益可调的低噪声差分放大电路.电路采用单端转差分芯片进行前端处理,应用差分信号的特性,抑制由外界条件的变化带给电路的影响,并充分利用高度集成的低噪声、低失真的ADRF6510实现了对差分信号的放大处理,同时配合ADRF6510自带的前端可编程滤波器,使该电路具有线性增益可调、高精度、低噪声等特点.     

电磁干扰下变频器调速装置智能维护系统设计

由于以往系统只能在无干扰条件下,对变频器调速装置进行维护,无法保障系统在有干扰条件下是否能够正常运行,避免以往系统出现的问题,提出了电磁干扰下智能维护系统设计。采用AT89C51ED2型号芯片作为单片机主控制器,设计电源箱控制电路,经过该电路可将二次侧电压信号传递到VIN+移动端,二次侧电流信号传递到IIN+接信号源端。利用RS485总线构成变频调速传感网络,在该网络环境下选择应用功率较大的晶闸管作为开关器件,在维护电路中增加继电器,保证系统在正常情况下和外界干扰条件下都能智能切换变频调速模式。设计单片机应用程序,计算电池剩余容量关键词在不同参数中的重要程度,以此作为系统维护初始输入值,使用图形化语言编程开发软件,根据硬件结构中的UPS放电维护原理,实现维护功能设计。通过实验对比结果可知,该系统最高维护效率可达到98%,为自动化设备的高效运行奠定基础。     

大气电场传感器信号放大电路的噪声分析与优化设计

为了解决大气电场传感器输出信号噪声大的问题,对一般电荷放大电路的噪声模型进行了深入研究,并且基于三维大气电场传感器的结构设计了低噪声信号放大电路;在万用板上对所设计的信号放大电路进行调试,通过替换电路中的积分电容,得到不同积分电容下传感器轴向感应电极的输出电压波形,并对输出波形进行对比分析,得到最理想的低噪声信号放大电路设计方案。     

基于潜标的水声信号数据采集系统

海洋潜标需要配有低噪声、低功耗和高增益的数据采集系统来对微弱的水声信号进行测量,建立了一套可以实现水声信号采集、处理、存储及分析的海洋潜标数据采集系统,对其等效输入噪声、功耗、增益等指标进行了测试,并结合海试声弹试验验证了其可行性.结果表明:该系统信号调理电路的等效输入噪声为4 μV,与传感器最小输出电压相近;系统总功耗为1.2W;系统增益为60 dB;4路信号调理电路具有较好的幅值、相位一致性.     

基于共振稀疏分解的局部放电信号窄带干扰抑制新方法

针对电气设备局部放电信号容易被现场运行环境中的窄带干扰信号淹没、不易提取的难题,提出了基于共振稀疏分解的局部放电信号窄带干扰抑制新方法。该方法根据局部放电信号与窄带信号的振荡特征,分析并合理选择品质因子、冗余因子、分解层数和权重系数,实现了对含窄带干扰的局部放电信号的稀疏分解,并将其分解为高共振分量、低共振分量和残余分量,从而可提取出有效的局部放电信号。与小波变换阈值滤波法对比,该方法能更有效地抑制窄带干扰,且误差小、相似度高。仿真和实测数据的处理结果也验证了该方法的有效性。     

基于噪声消除技术的超宽带低噪声放大器设计

基于TSMC 0.18μm工艺研究3 GHz~5 GHz CMOS超宽带无线通信系统接收信号前端的低噪声放大器设计。采用单端转差分电路实现对低噪声放大器噪声消除的目的,利用串联电感作为负载提供宽带匹配。仿真结果表明,所设计的电路正向电压增益S21为17.8 dB~19.6 dB,输入、输出端口反射系数均小于-11 dB,噪声系数NF为2.02 dB~2.4 dB。在1.8 V供电电压下电路功耗为12.5 mW。     

基于光纤传感检测的局部放电信号去噪方法

针对局部放电超声信号检测过程中存在噪声干扰的问题,提出一种基于变分模态分解和改进小波去噪的噪声抑制方法。首先对局部放电信号进行变分模态分解,得到若干频带分布不同的本征模态分量,结合模态的峭度剔除窄带干扰主导的分量;然后利用改进的小波去噪法,将其余有效模态分量中残留的白噪声进一步滤除;最后将剩余分量进行信号重构实现噪声抑制。对仿真局部放电信号去噪的结果表明,所提方法可提升信噪比约12.1 dB,且能够更加完整地保留原始信号波形。此外,在实验室环境下搭建了10 kV电压等级的局部放电模拟系统,采用Sagnac光纤传感检测局部放电超声信号。实验结果表明,所提方法具有良好的去噪性能,对实测信号的噪声抑制比达到了7.504。     

基于WIFI的无线声表面波传感器信号采集系统

将声表面波传感器与信号无线保真(WIFI)技术相结合,提出了一种基于WIFI的无线声表面波传感器信号采集系统.该系统由声表面波传感器、信号调理电路、处理器、WIFI模块和无线接收终端组成.声表面波传感器混频后的信号经过信号调理电路后,转换为处理器可计频的低频方波信号,并通过WIFI模块将采集到的信号无线发送到接收终端.通过一个输出信号范围在100 kHz~350 kHz声表面波传感器信号采集系统的实现,对该系统的结构、性能进行了验证和测试.实验结果表明,该系统可以实现测试范围内信号的采集、发送和无线接收,系统输入信号与无线接收终端接收信号之间的平均绝对误差为0.843 kHz,最大相对误差为0.51%,无障碍环境有效采集范围约为100 m,有障碍环境有效采集范围约为50 m.     

局部放电窄带干扰抑制的数字滤波器设计

为了抑制现场局部放电中混杂的窄带干扰,提高局部放电脉冲的识别率,满足高速采样中信号实时处理的要求,介绍一种基于FPGA的嵌入式局部放电窄带干扰抑制的实现方法.根据局部放电信号和窄带干扰信号在频域上的不同特点,自适应设定窄带信号判定阈值并对其进行识别和滤除.使用DSP Builder和Simulink等工具构建算法模型,对混叠了多种窄带干扰和白噪声的局部放电信号进行处理,并把算法模型转化为可以综合的硬件描述语言.文章最后比较了在Simulink和Quartus Ⅱ两种不同仿真环境下的结果,验证了使用DSP Builder等设计开发FPGA算法的可行性.