煤矿甲烷红外检测系统

针对现有煤矿甲烷检测装置存在的缺点,文章提出了一种基于光谱吸收检测原理的煤矿甲烷红外检测系统的设计方案,分析了红外差分吸收检测原理,详细介绍了系统硬件及软件设计。该煤矿甲烷红外检测系统以宽带LED作为光源,采用单光路进行差分吸收检测,消除了双光路系统中由于光路的差异引起的误差;采用锁相放大器对微弱信号进行相敏检波,采用去极值移动平滑法对数字量进行滤波,提高了系统的灵敏度。实验结果表明,该系统检测的甲烷浓度在精确度和稳定性方面均满足检测要求。     

一种新型相敏保护器的设计

针对现有的中低压电网相敏保护装置因采用简单的波形逻辑处理电路而存在的测试灵敏度低的问题,提出了一种新型相敏保护器的设计方案,详细介绍了该相敏保护器的工作原理及软硬件设计。该相敏保护器采用电能参数测量集成芯片CS5463直接读取功率因数,测量准确、可靠。实验结果表明,该相敏保护器在电网发生短路时能够可靠动作,短路故障保护动作时间小于80ms,启动和过载动作时间均大于8s,满足设计要求。     

自适应式矿井高压选线保护装置设计

设计采用软件算法先行记忆下各线路零序电流互感器初相角 ,而后通过相敏整流的软件算法 ,逐个对算法进行修正 ,得到理想的相敏特性。从而消除了零序电流互感器角特性存在分散性和利用硬件电路实现相敏整流调试麻烦的不足     

单片机在相敏过流保护中的应用

本文介绍了相敏过流保护的原理并利用80C552单片机和可编程外图接口芯片PSD301对相敏过流保护器进行了设计，现场运行表明，准确可靠，动作良好。     

用于微弱信号检测的锁定放大器设计

以嵌入式微处理器C8051F020为控制核心,结合锁相放大原理完成微弱信号检测,系统主要由纯电阻分压网络、加法器、带通滤波器、相敏检波、移相器及ADC采集和单片机控制显示等电路组成.系统以相敏检波器为基础,其中加法器和纯电阻分压网络生成微小信号,将微小信号经过交流放大电路和带通滤波器进行选频放大,输出给相敏检波器的一端;将参考信号经过移相器移相,再经过比较器产生方波,相敏检波器比较两路信号后产生直流信号,最后经低通滤波器和放大器输出直流信号并检测出微弱信号,将直流信号经AD7705采样送入单片机处理后,通过液晶显示.经测试,本系统能较好地完成微弱信号的检测.     

非硅MEMS电容式微加速度计的测控电路设计

为了提高MEMS微加速度计的量程和抗过载能力,设计了基于UV-LIGA技术的非硅MEMS电容式微加速度计。针对该加速度计,设计了基于相敏解调的差分电容测控电路。检测通道主要由前置级电荷积分放大电路、带通滤波电路、相敏解调器、低通滤波以及电平转换电路组成,反馈通道由低通滤波和加法电路组成。完成了微加速度计测控电路的调试和检测通道的标定实验,实验表明:检测通道的量程约为±6 pF,灵敏度为89.3 mV/pF,线性度为2.59%,满足加速度计检测通道的要求。     

微石英音叉陀螺感测电路研究

驱动电路和感测电路是微石英音叉陀螺(QRS)的两个重要组成部分;在了解QRS的基本工作原理及其电学特性的基础上,较为全面地分析了QRS输出信号的组成和特点,并根据输出信号的特点对QRS感测电路进行了研究,研究了拾取QRS感测叉指电荷信号的电荷放大器及其优化设计方法,重点研究了提取角速度信息的同步相敏解调电路,并比较了基于模拟乘法器的同步相敏解调电路和基于电子开关的同步相敏解调电路的优缺点,最后讨论了感测电路印制电路板的低噪声设计.     

高精度同步相敏检波系统的灵敏度分析及其最优综合

本文研讨了用在图数转换仪中的高精度同步相敏检波系统主通道性能的最优化问题。给出高斯白噪声最优组合带通滤波器的设计准则,导出最优组合带通滤波器与接收传感器噪声的数学模型;采用精度双平衡技术,设计出低电平高精度同步相敏检波开关。用灵敏度理论,导出参数小误差的附加作用使系统性能变坏程度的数学模型,进而给出高精度同步相敏检波系统、按重要信号抗干扰探测滤波和信息传递多判据最优化的数学模型、最后与文献[1]同类系统主通道主要性能对比,本文系统的主要性能比文献[1]要好。     

一种新颖的同步相敏检波器

<正> 相敏检波电路,无论在红外测量、磁场测量和锁相技术中都要广泛用到它,因此它的电路种类很多。最近本人利用一个运算放大器和四个场效应管以及一些电阻、电容组成一个同步相敏检波器。它既能实现全波相敏检波,同时又能放大和平滑滤波。具体电路如图1:     

差动电容小位移传感器检测电路设计

介绍了一种用于差动电容式小位移传感器的信号检测电路。该电路由相敏检波电路、移相电路以及低通滤波器三部分组成,采用相敏检波原理,能很好地实现0.15mm以内的位移测量,并能够很好地判断出位移的方向。该电路结构简单、便于调试、使用方便、成本低。采用该检测电路对差动电容小位移转换电桥的输出信号进行处理,实验结果表明：此方法具有较好的稳定性和抗干扰性,线性度达0.492％,灵敏度达0.6291V／mm。     

Phase-sensitive spatially-modulated surface plasmon resonance polarimetry for detection of biomolecular interactions

We here describe a scheme of spatially modulated surface plasmon resonance (SPR) polarimetry that enables to combine ultra-high phase sensitivity with good signal-to-noise background. The proposed approach uses spatial modulation of s-polarized component by birefringent elements and the extraction of phase-polarization information by Fourier-transform methods. This scheme was tested for monitoring the interactions between an antibody and its biological partner. Our experimental data, collected by amplitude-sensitive and phase-sensitive polarimetry demonstrate that the latter scheme provides at least one order of magnitude improvement in terms of detection limit.     

基于异或运算相敏整流的数字磁通门设计

针对模拟电路磁通门温度特性差,数字电路磁通门占用接口多且反应慢的难题,提出了一种基于异或运算相敏整流电路的数字式闭环磁通门传感器.该异或运算电路是将高速AD采样得到的二次谐波信号与参考方波信号进行异或逻辑运算后经高速DA完成了数字相敏整流功能.采用基于异或运算相敏整流电路的磁通门系统既改善了温度特性,同时也节约了数字接口,减少了数字处理器的运算负担.通过实验测试,结果显示:系统测量范围为±62900 nT,线性度为2.8×10-4,分辨力约为2 nT,磁通门反馈回路的-3 dB带宽约为240 Hz.     

一种微电阻率成像测井仪数字相敏检波新算法

针对微电阻率成像测井仪井下稳定、高效及低功耗设计要求,提出了一种较新颖的数字相敏检波实现算法,主要包括数据的分相累加、公因式乘法、匹配加法以及反正切与平方根运算等.其中,分相累加算法在采集模块FPGA中完成,公因式乘法和匹配加法在处理模块FPGA中完成,反正切和平方根运算在处理模块DSP中完成.通过此种相敏检波算法实现方式,能有效降低系统功耗,并实现地层阻抗的准确测量.     

Time-slot multiplexing based bandwidth enhancement for fiber distributed acoustic sensing

Dear editor, The phase-sensitive optical time-domain reflectometry (φ-OTDR) has been demonstrated as the most common tech-nique in fiber distributed acoustic se...     

基于DSP的数字磁通门传感器设计

针对传统磁通门传感器模拟电路受温度影响较大的问题,设计了一种基于DSP的数字式闭环磁通门传感器.传感器的模拟电路由AD转换器、DSP和DA转换器取代,滤波、相敏整流和积分等关键环节采用DSP软件编程实现,模拟电路的减少增强了系统的稳定性.传感器的精度和稳定性主要取决于位于反馈回路的DA转换器,采用高分辨率、高稳定的DA转换器芯片可有效提高传感器的温度性能.详细介绍了该磁通门传感器系统的硬件结构、软件设计和实验结果.结果显示:系统零点温度系数为8.9×10-7/℃,灵敏度温度系数为3.9×10-6/℃,25℃时线性度达到了9.4×10-5.     

基于单片机的矿用电动机相敏保护的实现

大功率电动机启动时电流较大,传统的保护策略无法区分是短路电流还是正常启动电流,易产生误动。文章介绍了一种高性能的电动机启动保护策略———相敏保护,及其基于凌阳SPCE061A单片机芯片的实现过程。     

Interband transitions and interference effects in superconducting qubits

We investigate phase-sensitive interference effects in a periodically sin(2π f _rf t)-driven, artificial two-state system connected to a microwave resonator at f _LC ? 800 MHz. We observe two kinds of multiphoton transitions in the two-state system, accompanied by: (1) Several quanta from the drive at f _rf and (2) one quantum at f _rf and several at f _LC . The former are described using phase-sensitive Landau–Zener transitions, while the latter are discussed in terms of vibronic transitions in diatomic molecules. Interference effects in the vibronic transitions governed by Franck–Condon coefficients are also considered.     

基于传感器微弱电流矢量检测电路的设计

该文通过对锁相放大电路设计原理和相敏检波相关性原理的研究,针对当前微/纳传感器信号小、频率高、测量难的特点,采用了双相锁相放大技术,克服了目前仪器昂贵、体积大和芯片不能直接测试电流的缺点,设计了能够应用于传感器微弱电流矢量检测的电路.该电路具有小型、简单、无需调相的特点,电流测量范围:0.61nA～50nA,频带:20kHz～40kHz,阈值为0.61nA,测量精度为0.19nA,相位测量精度为0.89°,能够实现ZnO纳米线传感器微弱电流幅值和相位删量的要求.