高质量信号传输系统中加重电路的设计

将语言和音乐信号看作是由许多不同频率的频谱信号组成，但信号的频谱分布不均匀，多数的信号能量都集中在低频频谱上，而高频信号的能量要小得多且受电磁影响引起的噪声干扰大。因此，在高频段利用加重电路可以得到整体的改善，而在信号接收端利用卸重电路可将频谱幅值恢复到原始值，从而大大提高信号的传输质量。通常在运算放大电路的分析中将运算放大器看成理想器件。本文在预加重电路设计中将运算放大器的增益一带宽积看作是有限值，得知该电路对高频噪声信号有很好的抑制作用。     

一种高频正反馈带通放大电路的设计

目前光量子噪声探测器的探测频率普遍较低,为使其能够在高频处测量光场的量子噪声,提出一种高频正反馈有源带通放大电路的设计方案。基于正反馈带通放大电路结构推导出放大电路的传递函数,得到放大电路谐振频率、Q值、增益3个特征参数的表达式;以中心频率为80 MHz、带宽为3 MHz、增益为200的电路设计为例,根据3个特征参数表达式确定放大电路中电阻、电容等参数,且采用Multisim软件仿真验证了理论分析和设计方案的正确性。以高速、低噪声运算放大器OPA847为核心,按设计参数搭建正反馈带通放大电路,对其工作性能进行测试。结果表明：按设计方案搭建的电路,中心频率为80 MHz、带宽为2 MHz、增益为14 dB,中心频率、带宽、增益的实验结果与设计值吻合较好,少许误差来源于运算放大器本身的阻抗、实际电路中阻值偏差及电路板的分布电容和电感等。采用本文设计方案确定放大电路中电阻、电容参数可在不影响放大电路中心频率的情况下调节增益,使探测器达到高频、窄带、高增益的效果。     

集成运放在峰值保持电路中的应用研究

研究了采用集成运放放大器为核心元件构成的脉冲峰值保持电路,采用集成运算放大器构成的峰值采样保持电路可以实现信号放大和峰值保持功能。分别介绍了普通运算放大器和跨导运算放大器构成的峰值保持电路之间的联系和优缺点,通过仿真给出了各自的性能,并通过实际测试研究了2种峰值保持电路输入信号和输出信号的线性度。     

基于VCA822的正弦信号发生器程控放大器

DDS芯片产生的信号幅值不可控制,且随着频率改变,输出信号幅值在一定范围内改变,然而作为信号源常常需要信号幅值的精确控制。本文利用TI公司的可控增益放大器VCA822设计了增益自动调整电路和程控放大电路。实现将DDS芯片产生的不确定幅值的正弦波通过增益自动调整电路后,变化为固定幅值的正弦信号,再通过程控放大器完成输出正弦信号幅值0.5V～5V程控可调。     

基于LabVIEW的瞬变电磁接收系统设计

针对瞬变电磁仪器晚期信噪比低、抗干扰能力差的问题,介绍了一种基于LabVIEW控制USB4432采集卡的瞬变电磁仪器接收系统。为了便于使用,系统采用GPS同步;针对晚期信号弱、噪声大的问题,采用低噪声放大器搭建了双路差分前置放大器电路,并利用UAF42设计了四阶低通滤波器压制高频噪声;为了提高系统的稳定性和功能可扩展性,利用图形化语言G语言编写系统上位机程序。测试结果表明,该系统具有工作稳定、噪声水平低的优点,可用于瞬变电磁信号的采集。     

一种新型两通道时间交织高阶∑△调制器

为了减小两通道时间交织∑△调制器中系数失配引起的折叠噪声以及降低调制器实现电路的复杂程度,提出了一种新的两通道时间交织高阶∑△调制器.在传统调制器的噪声传递函数(NTF)中增加一个z为-1的零点,减小了NTF在高频处的幅值,从而减小了折叠到信号带宽内的噪声.以一个传统单通道单环4阶4位前馈分布型∑△调制器结构为原型,运用块数字滤波器基本原理以及时域等效的方法,得到了其两通道时间交织结构的实现电路.该调制嚣电路前3级的两个通道能够共享运算放大器,减小了有源元器件的数目.对包含了系数失配的调制器进行了建模和仿真,仿真结果表明,该两通道时间交织高阶调制器能够有效地抑制折叠噪声,提高了调制器的性能.     

一种新型两通道时间交织高阶ΣΔ调制器

为了减小两通道时间交织ΣΔ调制器中系数失配引起的折叠噪声以及降低调制器实现电路的复杂程度,提出了一种新的两通道时间交织高阶ΣΔ调制器．在传统调制器的噪声传递函数(NTF)中增加一个z为-1的零点,减小了NTF在高频处的幅值,从而减小了折叠到信号带宽内的噪声．以一个传统单通道单环4阶4位前馈分布型ΣΔ调制器结构为原型,运用块数字滤波器基本原理以及时域等效的方法,得到了其两通道时间交织结构的实现电路．该调制器电路前3级的两个通道能够共享运算放大器,减小了有源元器件的数目．对包含了系数失配的调制器进行了建模和仿真,仿真结果表明,该两通道时间交织高阶调制器能够有效地抑制折叠噪声,提高了调制器的性能．     

条纹信息变换电路的设计

本文一般介绍光学条纹信号的特点和对变换电路的要求,以及变换电路设计的原则;根据光电信号的特点,重点研究用运算放大器设计前置放大器和比较器电路。过去一般典型变换电路多采用前置放大器和施密特电路组成,往往用分立元件。本文研究用集成运算放大器组成前置电流放大器和迟滞比较器可以简化电路形式,给设计和制造带来方便。     

认知无线电中协作能量概率分布频谱感知方法

提出了一种基于能量概率分布（EPD）的协作频谱感知算法,以提高认知无线电的检测性能．与传统能量检测使用能量均值做为检测统计量不同,EPD感知算法中的协作感知次用户统计大于给定门限值的采样信号个数,并传送给数据融合中心,数据融合中心将所有统计结果进行叠加,并与噪声的能量概率密度进行相关运算来获得判决结果．利用高斯近似理论分析所提出的EPD协作频谱感知算法的检测性能．仿真结果表明,协作用户数越多,新提出算法的检测性能比传统协作频谱感知硬判决算法越有优势,同时又不需要任何主用户的先验信息．     

改进的电容式微加速度计中电路噪声模型

为了在加速度传感器设计中准确预测系统电路噪声,优化电路设计参数,建立了改进的电容式微加速度计中的电路噪声模型.详细分析了电荷积分器中的运算放大器噪声、开关热噪声、驱动信号参考电压、寄生电容电阻对系统噪声的影响,分析了相关双采样对热噪声和1/f噪声的影响,建立了微加速度计系统的输入参考噪声公式,所建立的电路噪声模型对各个电路噪声源进行综合考虑,没有忽略噪声源间的相互影响.仿真和测试结果表明:所建立的电路噪声模型能够准确的预测噪声水平,且开关热噪声在高精度微加速度计中严重影响着系统噪声水平.     

基于复互小波分析的模拟电路故障诊断方法

针对模拟电路故障诊断研究中故障特征提取的难题,提出基于复互小波变换的相对幅度?相对相位协同分析的新方法,并根据复互小波变换的特点构建了故障敏感信息提取算法。使用复互小波变换能同时提取模拟电路在不同频率和时间尺度上的故障特征,并且相对幅度和相对相位信息分别从信号“能量”和“时间延迟”两个不同角度表征模拟电路的故障信息。该方法同时使用了蒙特卡洛方法构建正常电路元器件的容差范围,仿真实验结果表明该方法可以有效地解决模拟电路中灾难型和参数型故障诊断问题。     

一种新颖的铯原子钟频率信号处理的线路技术

针对传统频率信号处理仅把相位处理局限于相同频率标称值的情况,基于相位群同步和群连续的原理,使得相位处理适合于复杂频率信号之间,包括取样时间间隔(相位差)测量、处理和锁相控制等方法来改善原子钟的系统结构.该方法与传统的频率归一化及相位处理的方法相比,在简化系统的频率变化线路的情况下,通过简单的相位群同步的锁相控制,得到的原子钟输出信号有好的准确度和长期稳定度指标,以及优良的短期稳定度和相位噪声指标.     

基于EMD和SVM的高压断路器机械故障诊断方法研究

高压断路器操动过程中,声波信号的变化反映了断路器机械状态,声波信号特征提取直接关系到故障诊断的准确性和实用性。提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)的状态特征提取方法,根据高压断路器分闸过程的物理特点,将分闸声波信号分为分闸前期、分闸中期、分闸后期三个阶段,各阶段声波信号等时间分段,形成等时间分段能量熵以反映声波信号的时间、频率和能量变化。将能量熵输入支持向量机(support vector machine,SVM),采用"一对其余"策略进行多级分类,可诊断出断路器的正常运行状态和典型故障。通过对ZN28A型真空断路器正常状态、拐臂润滑不足、缓冲器有多余无效撞击和其它故障的测试实验,基于EMD和SVM相结合的诊断方法,有效提高了小样本下诊断断路器机械故障的准确性。     

环境WiFi能量采集系统的匹配网络与整流电路设计

设计了一款针对WiFi信号的环境能量采集系统,工作频率范围从2.4 GHz到2.485 GHz.该系统采用了4倍压整流电路,并设计了从天线到整流电路的宽带匹配电路,提升了能量采集的效率.设计的宽带匹配电路在WiFi工作频率范围内,S_(11)均小于-10 dB.整流电路可将采集信号增加4倍,能有效提高RF-DC转换效率.测试结果表明,所设计的电路达到了设计要求,在-10 dBm的输入功率下,达到了40%的RF-DC转换效率,并使超级电容在30 min内采集到了257 mV的电压.     

基于PSPICE的傅立叶分析

放大电路对不同频率的信号呈现出不同的阻抗值,因此对不同频率信号的放大效果不完全一样,致使输出信号不能重现输入信号,这就产生了幅度和相位的失真。为减少失真,应该保证电路有一个稳定的静态工作点,同时,输入信号的幅值不能太大,电路的通频带应尽可能地宽一些。PSPICE是一个通用的电路设计和分析软件,在建立硬件电路之前,借助PSPICE进行模拟分析,可以节省大量的时间和资金,使产品开发时间短、更新快。本文结合分压式偏置放大电路在PSPICE环境下进行傅立叶仿真,得出了一些符合实际的结果。     

一种矢量信号检测电路设计

根据同频相关原理设计了一种矢量信号检测电路,该电路用模拟电路和数字电路实现了被测正弦信号与同频正弦、余弦函数间的互相关,能够测量出和基准信号同频的信号振幅和相位,并给出了实验测试结果.     

基于MCU与虚拟仪器的脑电信号采集系统

针对人体表皮脑电信号特点提出了基于MCU与虚拟仪器的脑电信号采集系统。采用生物电信号前置放大电路、滤波电路、50Hz工频陷波电路、电平抬升电路有效滤除信号噪声并放大脑电信号,同时采用MSP430MCU高速采样技术和串口通信技术并结合LabVIEW开发上位机软件低成本地完成对脑电信号的数字化采集和实时波形显示。系统仿真和实验表明,系统能够有效地实时采集人体生物电信号,为脑机接口研究提供支持。     

一种放大变换电路测试系统

为了精确测量电流/频率变换电路（I/F电路）输出的宽范围频率脉冲信号,文中设计了一套放大变换电路测试系统,利用工控机及32位计数板卡和A/D板卡构建硬件测试平台,采用7651恒流源为I/F变换电路提供精确的恒流输入信号,设计实现了产品供电及电压/电流监控电路、时间基准脉冲信号产生电路、信号隔离电路等,并利用Labview图像化编程软件进行编程.本测试系统在保证可靠性的前提下能实现静态的频率测量.使用计数器板卡及Labview图像化编程软件能缩短项目开发周期,并且有效地提高了频率测量的精度,使相对误差达到0.03%.     

利用硬件电路快速实现信号能量的计算方法

以信号的能量理论计算为基础,利用硬件电路直接对检测信号的能量进行实时处理,提高信号的处理速度,解决了信号处理的实时性。